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Información de Arc Flash El arco eléctrico se produce frecuentemente frente a falla o mala maniobra en los equipos eléctricos, al entrar en contacto conductores vivos entre sí o con la tierra, lo que provoca un flashover de corriente eléctrica que se propaga a través del aire. El peligro de este fenómeno se debe a que ocasiona un calor excesivo, una gran explosión, un gran efecto lumínico y una elevada onda expansiva. Un arco eléctrico puede ser producido por las siguientes causas: • Impurezas y Polvo. • Corrosión. • Contactos accidentales. • Caídas de herramientas. • Sobre voltajes a través de espacios estrechos. • Falla de los materiales estrechos. El calor excesivo provoca quemaduras hasta de grado 4 e incluso la muerte. Además, la explosión de los aparatos de protección o corte pueden proyectar partículas de metal fundidas a velocidad elevada, produciendo heridas y contusiones, mientras que la alta luminosidad puede ocasionar ceguera. Asimismo, el choque eléctrico (la corriente eléctrica atravesando un cuerpo humano) crea lesiones que van desde las quemaduras a la muerte. El efecto térmico constituye la más importante manifestación del arco. La energía calórica liberada (que es función de la tensión del arco, de la intensidad del defecto y de la duración del defecto) funde el metal (varios miles de grados); carboniza los elementos aislados; calienta el aire cercano, haciendo subir la presión bruscamente; y, si el volumen está limitado, provoca una proyección de materia incandescente. El efecto de presión resulta del calentamiento muy rápido de un volumen de aire limitado. Pocos recintos o puertas de tableros resisten a semejantes superpresiones internas. La ignición de un arco se acompaña también de un ruido impresionante, pudiéndose comparar un cortocircuito a una explosión. Por ejemplo, una corriente de cortocircuito de 25 kA provoca a un metro una superpresión de 30 kN/m³ aproximadamente. El efecto luminoso de un arco es conocido: un arco está compuesto por parte de radiaciones ultravioleta susceptibles de afectar la visión de una persona situada cerca del flashover. Además, las radiaciones ultravioleta aumentan la ionización cercana (por ejemplo, el funcionamiento de un tubo fluorescente), pudiendo provocar nuevas igniciones de arcos entre otras piezas en tensión separadas por un intervalo de aislamiento en atmósfera normal. De este modo, se forman arcos secundarios y pueden propagarse sobre porciones de circuitos diferentes. Las igniciones múltiples constatadas pueden destruir un tablero eléctrico. Impacto del Arc Flash Debido a las quemaduras producidas por el arco, la piel puede requerir años de tratamiento con medicamentos y rehabilitación. La víctima podría no regresar a trabajar o no tener la misma calidad de vida. Algunos de los costos directos son:

• Costo del tratamiento: Puede exceder US$1.000.000 por caso. • Litigación de honorarios. • Pérdidas de producción.

Por lo tanto, es indispensable realizar una evaluación del sistema eléctrico con los estudios cortocircuito y coordinación de protecciones, antes de abordar el estudio de Arc Flash, pues el cortocircuito proporciona la magnitud de corriente en condiciones de falla, y el de coordinación protecciones determina el tiempo de operación de los equipos de protección y las condiciones sobrecarga.

de de de de

Es importante realizar el análisis de Arc Flash, ya que ofrece una estimación de la energía incidente y los límites de protección a los que se debe trabajar, permitiendo determinar la categoría y tipo de equipo de protección personal que se debe emplear, sin sobredimensionar el equipo de protección. El análisis de un estudio de Arc Flash debe ser realizado en asociación con los estudios de cortocircuito y de coordinación de protecciones, ya que ambos estudios aportan la información necesaria para realizar el análisis de los riegos del Arc Flash. Los resultados del análisis de los riesgos del Arc Flash son usados para identificar el límite de protección de flasheo y la energía incidente en las distancias de trabajo asignadas a través de cualquier punto o nivel en el sistema de generación eléctrica, transmisión, distribución. Otra de las utilizaciones de los resultados obtenidos del análisis del Arc Flash, es especificar el adecuado equipo de protección personal (PPE por sus siglas en inglés), el cual debe ser del tipo y calidad para proteger todas las partes del cuerpo que estén expuestas al Arc Flash. Dicho (PPE) está conformado por ropa resistente a la flama, casco, protector para cara, lentes, guantes y zapatos de seguridad. En las figuras 4, 5 y 6 se muestran algunos equipos de protección personal. El cálculo de los riesgos de Arc Flash es realizado mediante diversos métodos. El método elegido puede estar basado en la información disponible, volúmenes de cálculo de trabajo, la necesidad de precisión, la disponibilidad y la calidad del programa del Arc Flash. Cualquier método empleado, requiere que lo realice personal calificado, el cual debe darse cuenta de las limitaciones que el método contiene, con la finalidad de obtener los mejores resultados. Los métodos para el análisis son de acuerdo a lo establecido por las siguientes normas: NFPA 70E IEEE Standard 1584 Con el estudio de Arc Flash y el adecuado dimensionamiento del equipo de protección, se pueden evitar siniestros, tales como quemaduras fatales que propiciarían un periodo largo de recuperación del personal afectado y en su caso hasta la muerte; significando perdidas humanas, económicas y de producción para la empresa, además de sustitución de equipo que integra el sistema eléctrico en cuestión. El uso de equipo de protección personal, tal vez no garantice la exposición a las altas temperaturas y los daños por las explosiones, pero si reduce las quemaduras a grados considerados curables. En las figuras 2 y 3 se muestran ejemplos de eventos ocurridos del Arc Flash. Con lo que respecta al trabajo realizado, podemos concluir que es indispensable realizar una evaluación del sistema eléctrico con los estudios de cortocircuito y coordinación de protecciones previamente, antes de abordar con el estudio de Arc Flash, ya que el estudio de cortocircuito proporciona la magnitud de corriente en condiciones de falla, así como en el estudio de coordinación de protecciones se determina el tiempo de operación de los equipos de protección y las condiciones de sobrecarga. Es importante realizar el análisis de Arc Flash, ya que con esto se tiene una estimación correcta de la energía incidente y los límites de protección a los que se debe de trabajar, así como determinar la categoría y tipo de equipo de protección personal que se debe emplear de acuerdo al nivel de energía incidente y no sobre dimensionar el equipo de protección, ya que podría causar incomodidad propiciando accidentes que causarían la iniciación del arco. Asimismo se evita en un 90% siniestros tales como quemaduras fatales que propiciarían un periodo largo de recuperación del personal afectado y en su caso hasta la muerte; significando

perdidas humanas, económicas y de producción para la empresa, además de sustitución de equipo que integra el sistema eléctrico en cuestión. NFPA (National Fire Protection Association) Estudio de arc Flash Cuando ocurre un corto circuito se genera un arco eléctrico (Arc Flash). Esto se manifiesta como una explosión que incluye una bola de fuego con plasma metálico así como una onda de presión o soplado. Los aspectos desafortunados de un arco eléctrico es que muchas veces hay una persona parada en su camino. Esta persona recibe una onda de sonido que daña los oídos, una onda de presión que puede proyectarla varios metros, una luz intensa que puede dañar los ojos, una mezcla de vapor y plasma metálico con una cantidad de calor extrema. El arco eléctrico es el fenómeno que puede producir una de las más altas temperaturas conocidas en la tierra, puede alcanzar un valor de 35,000 grados Fahrenheit, esto es cuatro veces la temperatura de la superficie solar. El “Arc Flash” esta relacionado con la corriente disponible de falla y el tiempo total de liberación de la misma y es medido en energía térmica (cal/cm2). En términos del análisis de Arc Flash es referido como “Energía Incidental” del circuito. OBJETIVO: El objetivo de un análisis de riesgo por “Arc Flash” es en primer lugar determinar el tipo de equipo de protección personal (EPP), requerido para que en el caso de ser expuesto al arco eléctrico, los daños en el trabajador se limiten a sufrir quemaduras de segundo grado que aún son curables y en segundo lugar, determinar la distancia segura desde el equipo energizado para personas sin ropa de protección adecuada. Se hace notar que existen puntos en el sistema donde la energía incidental que podría generarse es muy grande y aún teniendo el mejor equipo de protección personal del mercado este no sería suficiente y la única manera de trabajar en ese equipo o cerca de el, es des energizado. Este hecho solo se hace evidente al realizar el análisis de riesgo por “Arc Flash”. REQUERIMIENTOS: Haber efectuado el estudio de corto circuito de manera detallada, determinando los valores máximos y mínimos de la corriente de falla. 2. Haber efectuado en estudio de coordinación de protecciones. 3. Haber realizado el levantamiento de acuerdo con lo indicado en el anexo “A”, de la Guía IEEE Std. 1584-2002. 1.

1. 2. 3.

4. 5. 6. 7. 8.

PROCEDIMIENTO: Determinar los modos de operación y las tolerancias de confiabilidad de los modelos del sistema. En el estudio de corto circuito se deben calcular los valores máximos y mínimos de las corrientes de corto circuito francas, para cada bus que represente un equipo. En base a los valores de corto circuito calculados para fallas francas, se deberán estimar los valores máximos y mínimos de la corriente de falla por arco eléctrico, para cada bus que represente un equipo. Determinar la corriente de falla por arco eléctrico que es vista por cada dispositivo de protección. Determinar el tiempo de operación de cada elemento de protección basado en los valores máximo y mínimo de la corriente de falla por arco eléctrico. Calcular el máximo valor de la energía incidente a la distancia de trabajo especificada, incluyendo un valor apropiado de tolerancia para la corriente de falla por arco eléctrico. Calcular la distancia segura para trabajar sin protección en la vecindad de un equipo energizado, donde el daño al trabajador sea de un máximo de quemaduras de segundo grado. Determinar el equipo de protección necesario.

9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20.

Se documentan los resultados y se generan etiquetas para colocarlas en cada equipo. Se realizan recomendaciones para disminuir los niveles de energía incidente a valores manejables. Este estudio se realiza tomando como base las limitaciones, guías y prácticas recomendadas por las normas siguientes: NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-029-STPS-2005, Mantenimiento de las instalaciones eléctricas en los centros de trabajo – condiciones de seguridad. NOM-017-STPS-2001, Equipo de protección personal – selección, uso y manejo en los centros de trabajo. ANSI/IEEE Std. 242.- IEEE Recommended Practice for Protection and Coordination of Industrial and Commercial Power Systems. ANSI/IEEE Std. 141.- IEEE Recommended Practice for Electric Power Distribution for Industrial Plants. ANSI/IEEE Std. 399 .- IEEE Recommended Practice for Industrial and Commercial Power Systems Analysis. IEEE Std. 1584-2002.- IEEE Guide for Performing Arc-Flash Hazard Calculations NFPA 70-2002.- National Electrical Code. NFPA 70E-2004.- Standard for Electrical Safety in the Workplace. El análisis se realiza por medio del módulo “Arc Flash” del programa computacional “SKM SYSTEMS ANALYSIS” de origen norteamericano, donde se realizan los cálculos de energía incidental. BENEFICIOS AL DESARROLLAR UN ANALISIS DE RIESGO POR ARC FLASH: Además de reducir o prevenir daño a los trabajadores, los beneficios asociados al desarrollar el análisis de riesgo por arco eléctrico son los siguientes:

1. 2. 3. 4.

Proporcionar a los trabajadores el equipo de protección personal más adecuado. Las primas de los seguros pueden ser disminuidos. Proporciona información del sistema eléctrico documentada y actualizada. La confiabilidad del sistema puede ser mejorada al lograr que la protección mas cercana a la falla la libera. 5. Equipos que pueden ser sometidos a esfuerzos mayores a sus capacidades pueden ser identificados. Lo más importante es que el riesgo de daño físico por arco eléctrico será disminuido al implementar las recomendaciones derivadas del estudio. El alto voltaje es una de las problemáticas que, con mayor frecuencia, ocasiona daños fatales a los trabajadores de la industria eléctrica. Por ello, se han realizado estudios para determinar sus causas y reducir los índices de afectaciones. Realizar cálculos adecuados, prevenir riesgos y de utilizar protección adecuada, primordial. Por Javier Oropeza Ángeles.

En años recientes, se ha gestado un progreso significativo para que el personal de mantenimiento entienda los peligros de las fallas por arco en el mantenimiento del equipo eléctrico. El NEC y la NOM requieren que el equipo instalado esté aprobado. Además, no son estándares y no indican los peligros potenciales cuando las puertas del equipo están abiertas y cuando un trabajador de mantenimiento provoca accidentalmente una falla de arco. Un gran número de trabajadores son dañados y llegan a la fatalidad cada año cuando trabajan con equipo energizado. Las pruebas a alto voltaje y la información analítica fueron reunidas para cuantificar los peligros asociados con las fallas de arco. Subsecuentemente, llegaron los documentos de IEEE. Las fallas de arco tienen muchas variables y su predicción no es segura. Peligros de las fallas de arco Estas fallas pueden provocar serios problemas de salud. Cuando inician, se libera una cantidad de energía inmensa en muy poco tiempo. Las partes conductivas metálicas pueden fundirse y expulsar vapores calientes. La energía térmica puede provocar quemaduras por la exposición directa o por la ignición de la ropa. La rápida escalación térmica del aire y la vaporización del metal pueden crear una fuerte explosión y presión tremenda, que ocasionarán la ruptura de los tímpanos, colapso de los pulmones o, en el mejor de los casos, simplemente las fuerzas pueden empujar al trabajador hacia atrás. Una falla de arco es el paso substancial de las corrientes eléctricas por el aire que vaporiza la terminal, como la de cobre. El arco involucra altas temperaturas de alrededor de 35.000 0F. En el análisis de peligro, se determinará el límite de protección contra relámpago de arco, la energía liberada cuando ocurre el arco eléctrico y el equipo de protección personal que debe de utilizar la persona o personas cuando trabajen dentro del límite de protección. Cálculo de la distancia del límite de protección Las siguientes ecuaciones son utilizadas para calcular la distancia que da como resultado una quemadura de segundo grado en la piel humana. Dc = (2.65 x MVA BF x t) 0.5 ec 1 Dc= es la distancia de la piel a la fuente del arco eléctrico para producir una quemadura de segundo grado, en pulgadas MVA BF= son los MVA de falla sólida en el punto de falla correspondiente t= tiempo de exposición al arco, en segundos Dc = (53 x MVA x t) 0.5 ec 2 Dc= es la distancia de la piel a la fuente del arco eléctrico para producir una quemadura de segundo grado, en pulgadas MVA= son los MVA del transformador Para transformadores menores de 0.75 MVA, multiplique los MVA por 1.25 t= tiempo de exposición al arco, en segundos Cálculo de la energía incidente para el análisis de peligro por relámpago de arco (arcflash)

Las ecuaciones siguientes pueden ser utilizadas para predecir la energía incidente que produce un arco eléctrico trifásico en sistemas eléctricos de 600 V o menos, y son las que presentaron R.L.Doughty, Thomas E. Neal y H.L. Floyd, II. Estas ecuaciones solamente se deben utilizar dentro de los parámetros indicados: Arco eléctrico abierto al aire libre La energía incidente estimada para un arco abierto, con una distancia entre electrodos de 1.25 pulgadas es: EMA= 5.271 DA -1.9593 tA (0.0016 F2 – 0.0076 F + 0.8938) EMA= máxima energía incidente para un arco abierto, cal /cm DA= distancia a los electrodos de arco, en pulgadas (DA igual o mayor a 18”) F= corriente de falla sólida, en kA (valores de 16 a 50 kA) tA= duración del arco en segundos Arco eléctrico en una caja cúbica La energía incidente estimada para un arco en una caja cúbica de 20 pulgadas por lado y abierta en un lado, para una distancia entre electrodos de 1.25 pulgadas es: EMB = 1038.7 DB -1.4738 tA (0.0093 F2 – 0.3453 F + 5.9675) 2

EMB= máxima energía incidente para un arco en una caja cúbica de 20”, cal/cm DB= distancia a los electrodos de arco, en pulgadas (DB igual o mayor a 18”) F= corriente de falla sólida, en kA (valores de 16 a 50 kA) tA= duración del arco en segundos Los niveles de energía producidos por los arcos eléctricos trifásicos, con una distancia entre electrodos de 1.25 pulgadas sobre sistemas eléctricos de 600 V, con variación de los valores de las corrientes de falla fueron determinados en el laboratorio. 2

El efecto de la energía incidente en una caja cúbica de 20 pulgadas se multiplica.Los algoritmos indican que:



La energía incidente se encuentra en función de la corriente de falla sólida y en función

de la distancia existente entre electrodos  Con la energía incidente constante, las distancias del límite se han desarrollado De acuerdo con los procesos, la información está basada en datos de prueba producidos en el laboratorio de simulación. El usuario es responsable de determinar la ropa apropiada resistente a la flama y el equipo de protección; su utilización debe de estar basada en las condiciones actuales de uso y de exposición. Cálculo de la energía incidente para tensiones superiores a 600 V Para la aplicación de esta ecuación, es necesario conocer los siguientes parámetros:  La corriente de cortocircuito trifásica sólida máxima en el equipo

  

El tiempo de duración de la falla La distancia a la fuente del arco eléctrico El valor de la tensión de fase a fase E = (793 x F x V x tA)/ D2 ec. 3

E= energía incidente en cal/cm F= corriente de falla de cortocircuito sólido, en kA V= tensión entre fases, en kV tA= duración del arco, en segundos D= distancia a la fuente del arco, en pulgadas Cálculo del peligro de relámpago de arco (arc-flash) de acuerdo con la Norma IEEE1584-2004 Esta guía provee las técnicas a los proyectistas y la facilidad a los operadores para determinar la distancia de peligro de la ráfaga de arco y la energía incidente a la que los trabajadores pueden estar expuestos durante su trabajo o cerca del equipo eléctrico. El origen de esta norma se inicia a mitad de la década de 1990. En esa época, se incrementaron los accidentes eléctricos por relámpago de arco. Se enfocó en las pruebas de los equipos de protección personal (EPP) requeridos para proteger a los trabajadores de los peligros del relámpago de arco. 2

Las recomendaciones del EPP incluyen las especificaciones y capas de la ropa, así como la protección de la cara y los ojos. Se presentan los métodos de cálculo de la energía incidente de la ráfaga de arco y los límites en sistemas trifásicos de corriente alterna a los que los trabajadores pueden quedar expuestos. Se incluye equipo encerrado y líneas abiertas para tensiones de 208 V a 15 KV y para cualquier tensión. Definiciones Peligro de relámpago de arco. (arc-flash). Es una condición peligrosa asociada con la liberación de energía causada por un arco eléctrico. Corriente de falla por arqueo. Es la corriente de falla que fluye a través de un arco eléctrico de plasma, también llamado corriente de falla de arco y corriente de arco. Corriente de falla disponible. Es la corriente que puede ser provista por el suministrador, los dispositivos de generación eléctrica y los motores grandes, considerando el valor de la impedancia en la trayectoria de la falla. Corriente de falla sólida. Es un cortocircuito o un contacto eléctrico entre dos conductores de diferentes potenciales, en el que la impedancia o resistencia entre conductores es esencialmente cero. Peligro eléctrico. Es una condición en la que un contacto no intencional o inadvertido, o falla de un equipo, puede dar como resultado una descarga, quemadura por relámpago de arco, quemadura térmica o una explosión. Descarga eléctrica. Estimulación física que ocurre cuando la corriente eléctrica pasa a través del cuerpo humano. Energizado. Conectado eléctricamente o que tiene una fuente de tensión. Expuesto (partes vivas). Capaz de estar inadvertidamente a tocarse o acercarse a una distancia de seguridad por una persona. Corriente de falla. Una corriente que fluye de un conductor a tierra o a otro conductor, debido a una conexión anormal (incluyendo un arco) entre ambos. Análisis de peligro de relámpago de arco. Método para determinar el riesgo de lesiones en el personal, como resultado de la exposición a la energía incidente de un relámpago de arco eléctrico. Límite de protección de relámpago de arco. Límite de acercamiento en el que la distancia a las partes vivas no aisladas o expuestas la persona puede recibir una quemadura de segundo grado. Energía incidente. Es la cantidad de energía imprimida sobre una superficie, a una cierta distancia de la fuente, que se genera durante un evento de arco eléctrico (la energía incidente es medida en Joules/cm ). Peligro de descarga. Es una condición peligrosa asociada con la posible liberación de energía, causada por el contacto o acercamiento a partes vivas. Distancia de trabajo. Es la separación entre la cabeza del cuerpo de un trabajador situcado en el lugar para realizar la tarea asignada y el punto de un arco en potencia. El análisis del peligro de relámpago de arco deberá estar asociado con, o como una continuación de, el cálculo de las corrientes de cortocircuito y por el estudio de coordinación de protecciones. 2

Esta guía está basada en pruebas y análisis del peligro presentado por la energía incidente. Los efectos peligrosos son proyectiles, salpicaduras de metal fundible, impulsos de presión y arco tóxico por productos no considerados en estos métodos. Las corrientes de falla deben determinarse en el punto de cada falla potencial. Nota: esta guía no implica que los trabajadores lleven a cabo un trabajo con el equipo energizado expuesto o partes del circuito Cuando se use, el EPP es la última línea de defensa para el peligro de ráfaga de arco. En muchos casos, el EPP ha salvado vidas o prevenido lesiones. Los cálculos de esta guía nos llevan a la selección del nivel del EPP, que es un balance entre la energía incidente calculada y la actividad por efectuar.



El deseo de proveer la suficiente protección para prevenir una quemadura de segundo grado.



El deseo de evitar mayor protección de la necesaria. Los peligros pueden ser introducidos también por la ropa y el calor, pobre visibilidad y porque el movimiento del cuerpo está

limitado. Un juicio profesional debe utilizarse para la selección oportuna del EPP. El EPP se puede requerir:

 

Durante la interrupción de la carga Durante la inspección visual cuando se verifica que todos los medios de desconexión

estén abiertos Durante el bloqueo tarjeta/candado Un adecuado EPP se requiere durante las pruebas de ausencia de tensión después de que los equipos son desenergizados y cuando el bloqueo tarjeta/candado esté fuera.



Hay que enfatizar que la recomendación para la industria es minimizar las lesiones eléctricas y las fatalidades, asegurándose de que el equipo está desenergizado y se encuentra dentro de una condición de trabajo confiable. Cuando se crea una condición de trabajo eléctricamente segura, los trabajadores están sujetos a peligros potenciales; se requiere el EPP para proteger contra quemaduras por relámpago de arco. Las consideraciones financieras no son una adecuada razón para trabajar sobre o cerca de circuitos energizados. Nota: esta protección no tiene la intención de prevenir todos los daños pero mitiga los impactos de la ráfaga de arco, cuando ocurra Para un acceso adecuado, se debe especificar el límite de protección de relámpago de arco, la distancia de trabajo y la energía incidente. Asimismo, los valores calculados deben estar colocados sobre las tapas o puertas del equipo eléctrico, cuando el relámpago de arco exista en el lugar de trabajo, o debe estar disponible a los trabajadores. La seguridad por medidas de diseño debe considerarse durante el diseño de una instalación eléctrica para mejorar la seguridad del personal. Por ejemplo, un interruptor resistente al arco eléctrico instalado puede proveer seguridad para el personal de operación, cuando las puertas están aseguradas. También el control remoto de equipos es un ejemplo de mejora para la seguridad por diseño. Los medios de desconexión que estén accesibles para separar el equipo a trabajar deben aislarse y desenergizarse. La ingeniería de diseño puede especificar un apropiado diseño del sistema, equipo, protección, para minimizar la magnitud y duración de la corriente de falla. Si se cambian los valores de disparo de las protecciones se puede reducir la corriente de falla. Es posible considerarlo como una alternativa para las prácticas de trabajo que provee un incremento en las distancias de trabajo. La norma IEEE-1584-2002 fue desarrollada para ayudar a proteger a las personas contra los peligros del relámpago de arco. La predicción de la corriente y la energía incidente son utilizadas para la selección adecuada de los dispositivos de protección y del EPP, así como para definir las distancias de trabajo seguras. Pasos para el cálculo 1. Recolectar los datos del sistema y de la instalación:  Diagramas unifilares actualizados

  

Curvas tiempo-corriente Estudio de cortocircuito Estudio de coordinación de protecciones

Revisar los diagramas unifilares y la ubicación del equipo con las personas que están familiarizadas con el lugar. Los diagramas unifilares deben estar actualizados antes de empezar el estudio de ráfaga de arco. Los diagramas deben mostrar:

                

Transformadores Líneas de transmisión Circuitos de distribución Puesta a tierra del sistema eléctrico Reactores limitadores de corriente Otros dispositivos limitadores de corriente Capacitores Medios de desconexión Dispositivos de protección contra sobrecorriente Centro de control de motores Tableros eléctricos (incluyendo dispositivos de protección) Interruptores con fusibles (incluyendo tamaño y tipo de fusibles) Circuitos alimentadores y derivados Motores Transformadores alimentando instrumentos de fuerza y dispositivos de protección Valores de falla en MVA y el X/R del suministrador Datos de relación de transformación; valores de los taps; ampacidad, kilowatts o kilovoltampers; valor de corriente de interrupción, impedancia, reactancia transitoria y



subtransitoria, etc. Conductores (longitud, tamaño nominal, tipo de material, diámetro de canalización,

soporte para cables tipo charola) Equipo de utilización: C.P.,kW, número de fases, corriente a plena carga 2. Determinar la operación del sistema  Una o más acometidas



    

Interfase con el bus secundario de las subestaciones con el interruptor de enlace abierto o cerrado Subestación unitaria con uno o dos alimentadores primarios Subestación unitaria con dos transformadores con los secundarios abiertos o cerrados C.C.M. con uno o dos alimentadores, uno o ambos energizados

Generadores en paralelo con el suministro o en stand-by 3. Determinar las corrientes de falla sólidas  Incluir todos los conductores 4. Determinar las corrientes de falla de arco Estas corrientes dependen de la corriente de falla sólida. Las corrientes de falla de arco pueden ser menores que la de falla sólida, debido a la impedancia del arco, especialmente para aplicaciones menores a 1.000 volts. Para media tensión, la corriente de arco puede ser un valor más bajo que la corriente de falla sólida.

La protección contra relámpago de arco está basada en la energía incidente sobre la cara y el cuerpo a la distancia de trabajo, no la energía incidente sobre las manos y brazos. El grado de daño en una quemadura depende del porcentaje de la piel que es quemada. La cabeza y el cuerpo son las de mayor porcentaje de superficie de la piel. ETAP Arc Flash estima en forma automática la energía incidente liberada durante el proceso de arco en faltas y determina los límites de protección requeridos. El módulo permite diseñar sistemas de potencia seguros y al mismo tiempo cumplir con las regulaciones OSHA por la aplicación de la normativa NFPA 70E-2004 o IEEE Std. 1584-2002 & 1584a-2004 para cálculos Arc Flash. El análisis para el cálculo de cortocircuitos trifásicos se desarrolla tomando en cuenta la norma ANSI/IEEE o IEC. Asimismo, se determina el equipo de protección personal (PPE) requerido, el Arc Rating (ATPV) según el enfoque más ajustado a los límites de cercanía a partes energizadas para protección contra shocks de la NFPA 70E.

Atributos y Características Principales: 

Métodos IEEE 1584-2002 y 1584a-2004.



Método NFPA 70E-2004



Cálculos en volumen cerrado (caja cúbica) o al aire libre



Integración con módulo de cortocircuito ANSI e IEC



Integración con módulo de coordinación de protecciones

Capacidades:   

 

Medición automática de los tiempos de despeje de faltas (FCT) desde el módulo ETAP Star. Aplicación de intensidades de cortocircuito de 0,5 ciclos o de 1,5 – 4 ciclos. Determina en forma automática la contribución individual a las intensidades de arco.

Cálculo de la energía incidente y límites de protección para embarrados o dispositivos individuales de protección. Limitación de la energía incidente en función de los tiempos máximos de despeje de faltas (según IEEE 1584-2002).

Capacidades (Cont.): 

Distinción entre los dispositivos de protección de línea o de carga para determinar el peor escenario de energía incidente.

              

Exporta resultados a hojas de cálculo Microsoft Excel y software de impresión de etiquetas Impresión de etiquetas arc flash en tamaños (4"x6", 4"x4", 3"x3") en impresoras Brady y DuraLabel Disponibilidad de plantillas para etiquetas arc flash según ANSI Z535 con textos configurables y necesidades de PPE Creación automática de etiquetas para embarrados y dispositivos de protección. Interfase con el usuario para la definición de necesidades de PPE para cada categoría de riesgo. Determinación automática de categorías de riesgo para seleccionar PPE según NFPA o el usuario. Selección automática de límites prohibidos, restringidos y de acercamiento limitado según NFPA 70E. Reportes de análisis completos incluyendo resumen de resultados. Aplicación puesta a tierra y de intensidades de cortocircuito calculadas según el sistema o definidas por usuario. Aplicación simultánea de tiempos de despeje de faltas calculados por sistema o definidos por usuario. Aplicación automática de variaciones en intensidades de arco para identificar los peores escenarios de energía incidente Cálculos de energía incidente. Resultados completos de arc flash tabulados para tareas particulares y distancias de trabajo en el mismo equipo. Gráficos de energía incidente calculada vs. tiempo e intensidad de arco en ETAP Star (Selectividad de Protecciones). Los resultados calculados se pueden visualizar en el diagrama unifilar en forma conjunta con las alarmas de energía incidente.

http://etapven.com/images/arc_fl4.jpg Capacidades del etap:

    

Medición automática de los tiempos de despeje de faltas (FCT) desde el módulo ETAP Star. Aplicación de intensidades de cortocircuito de 0,5 ciclos o de 1,5 ó 4 ciclos. Determina en forma automática la contribución individual a las intensidades de arco. Cálculo de la energía incidente y límites de protección para embarrados o dispositivos individuales de protección. Limitación de la energía incidente en función de los tiempos máximos de despeje de faltas (según IEEE 15842002).



Distinción entre los dispositivos de protección de línea o de carga para determinar el peor escenario de energía incidente.

  

Exporta resultados a hojas de cálculo Microsoft Excel y software de impresión de etiquetas. Impresión de etiquetas Arc Flash en tamaños (4"x6", 4"x4", 3"x3") en impresoras Brady y DuraLabel. Disponibilidad de plantillas para etiquetas Arc Flash según ANSI Z535 con textos configurables y necesidades de PPE.

      

Creación automática de etiquetas para embarrados y dispositivos de protección. Interfaz con el usuario para la definición de necesidades de PPE para cada categoría de riesgo. Determinación automática de categorías de riesgo para seleccionar PPE según NFPA o el usuario. Selección automática de límites prohibidos, restringidos y de acercamiento limitado según NFPA 70E. Reportes de análisis completos incluyendo resumen de resultados. Aplicación puesta a tierra y de intensidades de cortocircuito calculadas según el sistema o definidas por usuario. Aplicación simultánea de tiempos de despeje de faltas calculados por sistema o definidos por usuario.



Aplicación automática de variaciones en intensidades de arco para identificar los peores escenarios de energía incidente.

   

Cálculos de energía incidente. Resultados completos de Arc Flash tabulados para tareas particulares y distancias de trabajo en el mismo equipo. Gráficos de energía incidente calculada vs. tiempo e intensidad de arco en ETAP Star (Selectividad de Protecciones). Los resultados calculados se pueden visualizar en el diagrama unifilar en forma conjunta con las alarmas de energía incidente.