2 CATALOGO RIESGOS LABORALES ELECTRICOS
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NTP 71: Sistemas de protección contra contactos eléctricos indirectos<br />
Protective measures against dangereous earth leakage currents<br />
Protection contre les contacts électriques indirects<br />
Vigencia Actualizada por NTP Observaciones<br />
Válida<br />
ANÁLISIS<br />
Criterios legales<br />
Criterios técnicos<br />
Derogados: Sí Vigentes: Desfasados: Operativos: Sí<br />
Redactor:<br />
Josep Mestre Rovira<br />
Ingeniero Técnico Eléctrico<br />
CENTRO DE INVESTIGACIÓN Y ASISTENCIA TÉCNICA - BARCELONA<br />
Contacto eléctrico indirecto: Contacto de personas con masas puestas accidentalmente bajo tensión.<br />
Introducción<br />
Los contactos eléctricos en baja tensión pueden tener consecuencias mortales para las personas.<br />
El origen de tensiones de defecto accidentales en las masas de los elementos eléctricos que producen los contactos eléctricos<br />
indirectos es debido principalmente a la aparición de defectos de aislamiento en los equipos.<br />
La prevención de este riesgo exige que:<br />
TODO ELEMENTO ELÉCTRICO DEBERÁ DISPONER DE UN SISTEMA DE PROTECCIÓN CONTRA CONTACTOS ELÉCTRICOS<br />
INDIRECTOS.<br />
Existen diversos sistemas de protección aplicables a instalaciones y receptores que se basan en alguno de los siguientes principios:<br />
●<br />
●<br />
●<br />
Impedir la aparición de defectos mediante aislamientos complementarios.<br />
Hacer que el contacto resulte inocuo, usando tensiones no peligrosas o limitando la intensidad de fuga.<br />
Limitando la duración del defecto mediante dispositivos de corte.<br />
El Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión, en sus Instrucciones complementarias (MIBT 021 y otras) define los sistemas de<br />
protección contra contactos eléctricos indirectos y especifica las condiciones que deben cumplir.<br />
En esta nota técnica se recogen de forma resumida las características más importantes de los distintos sistemas, al tiempo que se<br />
citan las referencias correspondientes a dicho Reglamento.<br />
El otro aspecto que aquí se contempla es la fiabilidad de cada sistema de protección y sus límites de utilización frente a situaciones de<br />
riesgo elevado.<br />
El nivel de riesgo de contacto eléctrico indirecto aumenta en función de la conductividad del entorno (presencia de agua, superficies<br />
metálicas) y en función del manejo del equipo eléctrico (equipos móviles, portátiles).<br />
En el cuadro de aplicación se indican los sistemas de protección que pueden ser utilizados para cada situación de riesgo.<br />
Sistemas de protección contra contactos eléctricos indirectos. Características principales<br />
Título Doble aislamiento Separaciones de circuitos Tensiones de seguridad
Principio de prevención<br />
o protección<br />
El elevado nivel de aislamiento<br />
de los receptores dificulta la<br />
aparición de defectos<br />
Al primer defecto no aparece<br />
tensión peligrosa. Al segundo<br />
actúan los fusibles o<br />
magnetotérmicos por<br />
cortocircuito.<br />
Si se produce un defecto, la<br />
tensión es siempre inocua.<br />
Elementos básicos del<br />
sistema<br />
Aislamientos complementarios<br />
en el receptor.<br />
REBT MIBT 031.<br />
UNE 20314.<br />
Transformador separador de<br />
circuitos.<br />
REBT MIBT 035.<br />
Grupo convertidor.<br />
Transformador de seguridad.<br />
UNE 20339-73.<br />
Pilas.<br />
Máquinas eléctricas.<br />
Condiciones de<br />
seguridad<br />
Local seco:<br />
Local húmedo:<br />
Local mojado:<br />
Emplazamiento sumergido:<br />
siendo U N = Tensión nominal.<br />
Esquema<br />
Puesta a tierra (Valor<br />
máximo de R T )<br />
Condiciones de la<br />
instalación<br />
Compatibilidad con<br />
otros sistemas<br />
Ventajas<br />
Inconvenientes<br />
Las partes metálicas de los<br />
receptores y equipos no deben<br />
ser puestas a tierra.<br />
El circuito de utilización no<br />
tendrá ningún punto en común<br />
con tierra, masas u otros<br />
circuitos.<br />
Las masas de los receptores uqe<br />
se alimenten por separación de<br />
circuitos no estarán unidas a<br />
otras tierras.<br />
Cuando un transformador<br />
alimente a más de un receptor,<br />
éstos deberán estar unidos entre<br />
sí.<br />
Cuando se utilicen locales<br />
mojados conductores o<br />
sumergidos, el transformador<br />
permanecerá fuera de dichos<br />
recintos.<br />
El circuito de utilización no estará<br />
puesto a tierra ni en unión<br />
eléctrica con circuitos de mayor<br />
tensión.<br />
No se efectuará transformación<br />
directa de alta tensión a tensión<br />
de seguridad.<br />
Cuando se utilicen locales<br />
mojados conductores o<br />
sumergidos, el transformador<br />
permanecerá fuera de dichos<br />
recintos.<br />
REBT MIBT 021 2.3. REBT MIBT 021 2.1. REBT MIBT 021 2.2.<br />
Compatible con todos. Compatible con todos. Compatible con todos.<br />
Proporciona buena protección en<br />
lugares secos o húmedos.<br />
No necesita puesta a tierra.<br />
No necesita elementos auxiliares.<br />
Sólo aplicable a pequeños<br />
receptores.<br />
Proporciona muy buena<br />
protección.<br />
No necesita puesta a tierra.<br />
Sistema caro.<br />
Aplicable sólo hasta 16 kVA.<br />
Proporciona muy buena<br />
protección.<br />
No necesita puesta a tierra.<br />
Sistema caro.<br />
Son escasos los receptores a<br />
estas tensiones.<br />
Aplicación<br />
Receptor clase II<br />
Herramientas portátiles.<br />
Cuadros eléctricos.<br />
Pequeños receptores.<br />
Receptor clase O.I.II<br />
Protección de una sola máquina<br />
en condiciones adversas.<br />
Quirófanos.<br />
Receptores clase III<br />
Maniobras.<br />
Alumbrado portátil.<br />
Juguetes.<br />
Quirófanos.<br />
Título Puesta a tierra de las masas. Diferenciales Puesta a neutro de las masas<br />
Principio de<br />
prevención o<br />
protección<br />
Si se produce un defecto, el diferencial desconecta<br />
rápidamente.<br />
Si se produce un defecto, los fusibles o<br />
magnetotérmicos desconectan rápidamente por<br />
cortocircuito.
Elementos básicos<br />
del sistema<br />
Dispositivos diferenciales<br />
Baja sensibilidad: I FN > 30 mA<br />
Alta sensibilidad: I FN 30 mA<br />
siendo I FN = Sensibilidad nominal de un diferencial.<br />
Protecciones contra sobreintensidades:<br />
Fusibles.<br />
Magnetotérmicos.<br />
Condiciones de<br />
seguridad<br />
Al primer defecto, el diferencial debe actuar antes<br />
de 0,1 s.<br />
Al primer defecto franco, las protecciones deben<br />
actuar antes de 5 s.<br />
Esquema<br />
Puesta a tierra (Valor<br />
máximo de R T )<br />
REBT:<br />
Recomendable:<br />
siendo:<br />
R T = Resistencia de tierra.<br />
U S = Tensión de seguridad.<br />
50 V - Local seco.<br />
24 V - Local húmedo o mojado.<br />
12 V - Emplazamiento sumergido.<br />
I FN = Sensibilidad nominal de un diferencial.<br />
R N = Resistencia de tierra del neutro.<br />
U F = Tensión de fase.<br />
R T 2Ω<br />
siendo: R T = Resistencia de tierra.<br />
Condiciones de la<br />
instalación<br />
La instalación podrá alimentarse de un<br />
transformador compartido por otros usuarios.<br />
Cuando los receptores de Clase O o I no puedan<br />
conectarse a una puesta a tierra, se instalarán<br />
diferenciales de alta sensibilidad (esta medida no<br />
protege suficientemente en locales húmedos,<br />
mojados, conductores o emplazamientos<br />
sumergidos).<br />
Toda la instalación se alimentará de un transformador<br />
no compartido por otros usuarios.<br />
Es preceptiva la conexión equipotencial del CP en<br />
todas las masas metálicas, estructuras, tuberías, etc.<br />
Se recomienda asociar a este sistema un dispositivo<br />
de corte por bobina de tensión.<br />
REBT MIBT 021 2.8. REBT MIBT 021 2.10.<br />
Compatibilidad con<br />
otros sistemas<br />
No compatible con:<br />
Puesta a neutro.<br />
Aislado de tierra.<br />
No compatible con:<br />
Puesta a tierra. Diferenciales.<br />
Neutro aislado de tierra.<br />
Ventajas<br />
Tiempo de actuación rápida.<br />
Gran sensibilidad.<br />
No necesita tomas de tierra rigurosas.<br />
Facilidad y economía de la instalación.<br />
Desconecta selectivamente la parte afectada.<br />
Inconvenientes<br />
Necesidad de instalar diferenciales (en algún caso<br />
caro).<br />
Los diferenciales suelen fallar.<br />
Desconecta la instalación al primer defecto.<br />
Los defectos producen arcos eléctricos importantes.<br />
Requiere transformador propio.<br />
Desconecta la instalación al primer defecto.<br />
Aplicación<br />
Receptores Clase I<br />
Sistema apropiado para proteger pequeñas y<br />
medianas instalaciones.<br />
Receptores Clase I<br />
Sistema apropiado para proteger medianas y grandes<br />
instalaciones.
Título<br />
Puesta a tierra de las masas. Neutro aislado de<br />
tierra<br />
Dispositivos de tensión de defecto<br />
Principio de<br />
prevención o<br />
protección<br />
Al primer defecto no aparece tensión peligrosa. Al<br />
segundo actúan los fusibles o magnetotérmicos por<br />
cortocircuito.<br />
Si se produce un defecto, el interruptor de tensión<br />
desconecta rápidamente.<br />
Elementos básicos<br />
del sistema<br />
Condiciones de<br />
seguridad<br />
Dispositivo vigilador de aislamientos<br />
Fusibles.<br />
Magnetotérmicos.<br />
Al primer defecto el vigilador debe avisar óptica y<br />
acústicamente. Al segundo defecto las<br />
protecciones deben actuar antes de 5 s.<br />
Interruptor de tensión de defecto:<br />
Z i = 400 Ω<br />
I i = 40 mA<br />
(Valores habituales.)<br />
Al primer defecto el interruptor de tensión debe<br />
actuar antes de 0,1 s si se alcanza U S .<br />
Esquema<br />
Puesta a tierra (Valor<br />
máximo de R T )<br />
Condiciones de la<br />
instalación<br />
Compatibilidad con<br />
otros sistemas<br />
Ventajas<br />
R T 2Ω<br />
siendo: R T = Resistencia de tierra.<br />
Toda la instalación se alimentará de un<br />
transformador no compartido por otros usuarios.<br />
Es preceptiva la conexión equipotencial del CP en<br />
todas las masas metálicas, estructuras, tuberías,<br />
etc.<br />
Los interruptores de la instalación serán de corte<br />
omnipolar.<br />
El conductor neutro deberá considerarse como<br />
activo a todos los efectos.<br />
REBT MIBT 021 2.7b.<br />
No compatible con:<br />
Puesta a tierra. Diferenciales.<br />
Puesta a neutro.<br />
Desconecta selectivamente la parte afectada.<br />
No desconecta la instalación al primer defecto.<br />
Recomendable:<br />
siendo:<br />
R A = Resistencia de tierra auxiliar.<br />
U S = Tensión de seguridad.<br />
50 V - Local seco.<br />
24 V - Local húmedo o mojado.<br />
12 V - Emplazamiento sumergido.<br />
I i = Intensidad de disparo.<br />
R T = Resistencia de tierra.<br />
R N = Resistencia de tierra del neutro.<br />
U F = Tensión de fase.<br />
El conductor de tierra auxiliar (CPA) será aislado,<br />
con protección mecánica, y no estará en contacto<br />
con ninguna masa.<br />
El conductor de protección será aislado y sólo estará<br />
en contacto con las masas a proteger por el<br />
interruptor.<br />
REBT MIBT 021 2.7b.<br />
Compatible con todos.<br />
Tiempo de actuación rápido.<br />
No necesita toma de tierra rigurosa.<br />
Inconvenientes Requiere transformador propio. Desconecta toda la instalación al primer defecto.<br />
Dificultad de emplazar la toma de tierra auxiliar.<br />
Aplicación<br />
Receptores Clase I<br />
Sistema apropiado para proteger medianas y<br />
grandes instalaciones.<br />
Receptores Clase I<br />
Sistema válido para pequeñas instalaciones.<br />
Como medida complementaria de otros sistemas<br />
clase B.
Aplicación de los sistemas de protección contra contactos eléctricos indirectos<br />
Fiabilidad de los sistemas de protección<br />
Funcionando correctamente todos los sistemas de protección confieren un nivel de seguridad similar y suficiente para cualquier<br />
situación de riesgo que se quiera proteger (a excepción de los del grupo 6 que sólo pueden proteger en emplazamientos secos). No<br />
obstante, en algunos sistemas existe la posibilidad considerable de que su funcionamiento se altere o se anule por avería, mala<br />
instalación o bloqueo voluntario de sus elementos de seguridad, por lo que su fiabilidad en situaciones de riesgo elevado no es<br />
preventivamente admisible.<br />
Cuadro de situaciones de riesgo. Sistemas de protección aplicables<br />
Para cada situación deberá adoptarse uno de los sistemas de protección indicados en el recuadro correspondiente, no admitiéndose<br />
sistemas de menor fiabilidad salvo por exigencias técnicas insalvables, como es el caso de que la potencia del receptor sea muy<br />
elevada.<br />
El nivel de seguridad máximo se obtiene aplicando el sistema de protección más fiable de acuerdo con el cuadro anterior.<br />
Los receptores deberán disponer además del grado de protección adecuado contra la penetración de sólidos y agua (NTP 34.82).
NTP 87: Equipo eléctrico en máquinas herramientas. Medidas de<br />
seguridad<br />
Electrical equipment of machine-tools. Safety measures<br />
Equipment électrique des machines-outils. Mesures de sécurité<br />
Vigencia Actualizada por NTP Observaciones<br />
Válida Actualizada por Guía Técnica del RD 1215/1997.<br />
ANÁLISIS<br />
Criterios legales<br />
Criterios técnicos<br />
Derogados: Vigentes: Desfasados: Operativos: Sí<br />
Redactor:<br />
Ricardo Chavarría Cosar<br />
Ingeniero Técnico Eléctrico<br />
CENTRO DE INVESTIGACIÓN Y ASISTENCIA TÉCNICA - BARCELONA<br />
Objetivo<br />
El gran desarrollo tecnológico de las últimas décadas ha posibilitado que, mediante la aparición de nuevos dispositivos eléctricos<br />
aplicados a las máquinas, sean éstas las que efectúen la mayoría de trabajos, realizándolos incluso con mucha más precisión y rapidez<br />
de lo que es capaz el hombre.<br />
Sin embargo, no es menos cierto que la utilización de las máquinas implica un riesgo para el personal encargado de su funcionamiento<br />
y control.<br />
Esta nota trata de destacar y centrar la atención en los aspectos fundamentales relacionados con el equipo eléctrico de las máquinasherramienta<br />
para reducir los posibles riesgos de accidente derivados de fallos o funcionamientos deficientes de dicho equipo eléctrico.<br />
Circuitos que componen el equipo eléctrico de una máquina<br />
En el equipo eléctrico de las máquinas-herramientas de uso general, se distinguen básicamente los siguientes circuitos:<br />
Circuito de potencia<br />
Es el circuito que transporta la energía a los aparatos (motores, refrigeración, calefacción, etc.) que la utilizan directamente para el<br />
trabajo realizado por la máquina; generalmente, este circuito va unido directamente a la instalación (de baja tensión) de distribución de<br />
energía eléctrica del local, y contiene los medios para generar, convertir, distribuir o utilizar la energía eléctrica
.<br />
Circuito de mando<br />
Es el circuito monofásico, o eventualmente a corriente continua, utilizado para ordenar, gobernar, avisar, medir, etc., los elementos de<br />
funcionamiento de la máquina y permite asegurar la protección eléctrica del circuito de potencia (sobrecargas, etc.), la seguridad del<br />
personal encargado de su funcionamiento y en cierta medida la seguridad de los elementos mecánicos.<br />
Circuito de señalización<br />
Este circuito va generalmente unido directamente al circuito de mando y alimenta los dispositivos acústicos y/o luminosos del mismo.<br />
Circuito de iluminación<br />
Es el circuito o circuitos destinados a asegurar la iluminación del puesto de trabajo y la iluminación temporal de algunos<br />
emplazamientos donde se efectúan operaciones frecuentes (reglaje de útiles, modificaciones de los circuitos de fluidos, etc.).
La alimentación a este circuito es independiente de la del circuito de mando.<br />
Especificaciones generales<br />
En la concepción de un esquema de funcionamiento de una máquina debe imperar la idea de que la misma funcione correctamente,<br />
pero ello significa no sólo estudiar el equipo de forma que en condiciones normales la máquina cumpla exactamente todos los ciclos de<br />
trabajo previstos, sino procurar que los posibles fallos en cualquiera de los componentes del circuito, por otro lado siempre probables,<br />
puedan dar lugar a situaciones de peligro comprometiendo la seguridad del personal encargado de su manejo y la de la propia<br />
máquina.<br />
Dentro del equipo eléctrico de una máquina destaca por valor propio el circuito de mando, o sea donde se generan las órdenes que<br />
darán lugar a las maniobras de la máquina; es por ello que un fallo (defecto) en el mismo implica la posibilidad de una maniobra<br />
prevista por lo que es muy importante que los elementos que lo componen tengan un grado de fiabilidad alto, pero además es<br />
necesario que su unión, situación, en fin, el diseño de su conexión sea tal que, además de estar previsto para transmitir las órdenes<br />
correctas para un funcionamiento normal, sea capaz de asegurar asimismo que un fallo cualquiera en unos de sus componentes o<br />
conexiones no representará una situación peligrosa para el operario.<br />
Por lo tanto, podemos decir que la concepción de un circuito de mando de seguridad tendrá presente los dos factores siguientes:<br />
●<br />
●<br />
La fiabilidad de sus componentes<br />
La interconexión de los mismos<br />
La fiabilidad podemos definirla como la característica de un dispositivo (elemento) de realizar la función establecida, bajo unas<br />
determinadas condiciones de utilización y por un período de tiempo determinado.<br />
En cuanto a la fiabilidad de componentes, aunque la tasa de fallos de los mismos sea mínima, la probabilidad de avería no es nunca<br />
igual a cero.<br />
La interconexión de los componentes debe realizarse "contra fallos" tendiendo a asegurar la maniobra de la máquina contra riesgos.<br />
LA MISIÓN FUNDAMENTAL DEL DISEÑO DE UN CIRCUITO SERÁ, PUES, LA DE CONSEGUIR EL MAYOR NIVEL DE<br />
SEGURIDAD PARA LA MANIOBRA.<br />
El nivel de seguridad se seleccionará de acuerdo con el nivel de riesgo a cubrir; cuanto mayor sea el nivel de riesgo, más se tendrán en<br />
cuenta las posibilidades débiles de aparición de defectos.<br />
Cualquier equipo o sistema industrial, para que sea seguro, tiene que tener presente tanto los fallos y deficiencias más usuales que<br />
pueden afectar a los diversos elementos, como las influencias externas a que pueden verse sometidos. (En la Nota Técnica 70.83<br />
quedan relacionados los fallos e influencias que pueden influir en el funcionamiento de un equipo o sistema industrial.)<br />
Condiciones de seguridad del equipo eléctrico de una máquina o sistema industrial<br />
En la concepción del equipo eléctrico de una máquina debe imperar, como ya se ha mencionado, la utilización de componentes contra<br />
fallos, para que la respuesta del mismo ante la aparición de cualquier defecto sea la detención del movimiento o proceso peligroso.<br />
Por ello, el circuito de una máquina debe asegurar básicamente que:<br />
Un defecto accidental en el circuito de mando no producirá:<br />
●<br />
●<br />
●<br />
La puesta en marcha intempestiva de los elementos móviles de la máquina.<br />
La imposibilidad de paro de la misma.<br />
La eliminación de las protecciones de los elementos móviles de la máquina.<br />
La variación o interrupción de la alimentación, no producirá: el arranque intempestivo de la máquina al restablecerse la alimentación.<br />
Las órdenes de parada, tendrán prioridad sobre las de marcha.<br />
Asimismo, es muy importante tener presente, en relación al circuito de mando, los siguientes puntos:<br />
La alimentación al mismo se realizará preferentemente a través de transformador.
No se emplearán autotransformadores, ya que estos no proporcionan una separación galvánica de los circuitos.<br />
Se conectará a tierra; esta tierra puede ser separable para permitir comprobaciones.<br />
Los elementos de mando se conectarán con un extremo al polo que está conectado a tierra.<br />
Los contactos de mando se conectarán al otro polo del circuito.<br />
Ejemplos de conexión<br />
1. Un defecto accidental en el circuito de mando no produciría:<br />
a) La puesta en marcha intempestiva de la máquina.<br />
Esquema de concepción errónea<br />
Un defecto a masa en el punto 1 provoca la puesta en marcha intempestiva de la máquina.<br />
Esquema de buena concepción<br />
Un defecto a masa en:<br />
❍ Punto 1, salta el fusible f.<br />
❍ Punto 2, salta el fusible f cuando accionamos el pulsador de puesta en marcha.<br />
❍ Punto 3, no afecta a la maniobra, la máquina funciona correctamente.<br />
.<br />
b) La imposibilidad de paro de la máquina.<br />
Esquema de concepción errónea
Circuito no conectado a tierra:<br />
El primer defecto en el punto 1 no influye en la maniobra pero no es detectado; a la aparición del segundo defecto 2, la máquina una<br />
vez puesta en marcha ya no podrá detenerse.<br />
Esquema de buena concepción<br />
Circuito conectado a tierra:<br />
El primer defecto en el punto 1 provoca la fusión del fusible y la maniobra no puede realizarse.<br />
c) La eliminación de las protecciones de los elementos móviles de la máquina.<br />
Esquemas de concepción errónea<br />
Un defecto a masa en el punto 1 no influye en la maniobra pero no es detectado; a la aparición del segundo defecto 2, el resguardo de<br />
protección queda inutilizado; la maniobra puede realizarse sin que el resguardo esté cerrado.
Un defecto a masa en el punto 1 provoca el arranque intempestivo de la máquina independientemente de que el resguardo esté en<br />
posición de cerrado.<br />
Esquema de buena concepción<br />
La aparición del defecto en el punto 1 provoca la fusión del fusible f.<br />
Si el defecto aparece en el punto 2 al cerrar el resguardo, será cuando salte el fusible f.<br />
La maniobra es segura.<br />
2. La variación o interrupción de la alimentación no producirá el arranque intempestivo de la máquina al restablecerse la misma.<br />
Arranque mediante contactor Km: la interrupción de la alimentación provoca la desconexión del contactor ; al restablecerse la tensión<br />
es preciso para poner la máquina en marcha accionar el pulsador M<br />
Arranque mediante interruptor automático provisto de relé de mínima tensión U: el restablecimiento de la tensión después de un corte<br />
no provoca el arranque inesperado; es preciso accionar el interruptor automático.
3. Las órdenes de parada tendrán prioridad sobre las de marcha.<br />
Esquema de concepción errónea<br />
En este esquema, si los contactos del pulsador de marcha M quedan "pegados", es imposible detener la máquina mediante la acción<br />
sobre el pulsador de paro P.<br />
Esquema de buena concepción<br />
Esquema correcto: la acción sobre el pulsador de paro P siempre detiene la máquina.<br />
Conclusiones<br />
Dado que los fallos en los componentes de los sistemas de una máquina son producto de un gran número de accidentes, es importante<br />
y necesario tenerlos en cuenta en el diseño de los circuitos para mejorar la seguridad de los mismos y no descuidar este aspecto en<br />
favor de consideraciones de orden técnico, económico, comercial, etc. Por ello, es fundamental que al diseñar un circuito, éste<br />
garantice, por un lado, la seguridad del personal encargado de su manejo y, por otro, la fiabilidad en el funcionamiento, para conseguir<br />
que un defecto (fallo) en cualquiera de sus componentes no represente una situación de riesgo para el operario ni para la propia<br />
máquina.
De manera general, al diseñar un circuito, prevalecerán las condiciones de seguridad sobre las de funcionamiento, proveyendo los<br />
posibles defectos que pueden presentar los componentes o elementos del sistema. La aplicación de esta condición se verá más o<br />
menos aumentada según el nivel de riesgo a cubrir; a mayor riesgo, mayores serán las precauciones en materia de seguridad para el<br />
diseño del sistema.<br />
Bibliografía<br />
(1) NORMA UNE 20-416-80<br />
Parte 1. Equipo eléctrico de las máquinas-herramientas de uso general<br />
(2) NORMA NF C79-100<br />
Equipment électrique des machines-outils d'usage général<br />
(3) I.N.R.S. Note nº 1160-94-79<br />
Fiabilité et securité des systèmes logiques<br />
(4) CONSEIL DE L'EUROPE. COMITE DES MINISTRES. RESOLUTION AP(77)3.<br />
Conception, construction et l'emploi des dispositifs et des systèmes de commande des machines<br />
© INSHT
NTP 86: Dispositivos de parada de emergencia<br />
Emergency stop devices<br />
Dispositfs d'arrêt d'urgence<br />
Vigencia Actualizada por NTP Observaciones<br />
Válida<br />
Las medidas que cita son aplicables básicamente para máquinas<br />
antiguas. No cumple con la totalidad de requisitos del RD<br />
1215/1997. Ver Guía Técnica.<br />
ANÁLISIS<br />
Criterios legales<br />
Criterios técnicos<br />
Derogados: Vigentes: Desfasados: Operativos: Sí<br />
Redactor:<br />
Ricardo Chavarría Cosar<br />
Ingeniero Técnico Eléctrico<br />
CENTRO DE INVESTIGACIÓN Y ASISTENCIA TÉCNICA - BARCELONA<br />
Introducción<br />
Dentro del equipo eléctrico de las máquinas, a la vez que son precisos elementos para la puesta en marcha de las mismas (condición<br />
principal para la que son concebidas), deben disponer de elementos que permitan su parada en un momento determinado.<br />
Esta parada puede producirse en condiciones normales de funcionamiento una vez finalizado el trabajo o una maniobra y en<br />
condiciones anormales de funcionamiento cuando aparece una situación de peligro (emergencia) tanto para el operario como para la<br />
máquina.<br />
Los primeros se definen como dispositivos de parada normal y los segundos como dispositivos de parada de emergencia.<br />
Trataremos en esta Nota de apuntar las características principales y las condiciones de montaje de los elementos de paro que deben<br />
ser utilizados en situaciones anormales de funcionamiento de las máquinas (dispositivos de parada de emergencia), es decir, cuando<br />
aparece una situación de peligro durante el desarrollo del trabajo que pueda repercutir ya sea en el operario o bien en la propia<br />
máquina.<br />
Campo de aplicación<br />
Botón pulsador de parada de emergencia<br />
Será tipo "cabeza de seta", de color rojo y con un círculo amarillo en la superficie inferior.<br />
Al ser accionado (pulsado) queda enclavado y la nueva puesta en servicio (desenclavamiento) sólo puede efectuarse por medio de una<br />
llave.<br />
Los dispositivos de parada de emergencia deben ser instalados en todas aquellas máquinas en las cuales existan peligros de tipo<br />
mecánico durante las condiciones normales de trabajo.<br />
Hay que tener en cuenta que, dependiendo del tipo de máquina, puede ser necesaria la instalación de más de un dispositivo de parada<br />
de emergencia; por ejemplo, en máquinas con más de un puesto de mando y control, máquinas de características especiales con<br />
varios puntos de peligro separados del puesto de mando y control, etc.
La función esencial del dispositivo de parada de emergencia será la de interrumpir (en caso de peligro) el suministro de las fuentes de<br />
alimentación de energía (corriente eléctrica, aire a presión, etc.) y parar la máquina lo más rápidamente posible.<br />
Sin embargo, el dispositivo de parada de emergencia puede, en algunos casos, no interrumpir ciertos circuitos de la máquina que<br />
podrían generar, al ser interrumpidos, un peligro para el operario o la máquina, como, por ejemplo, los platos magnéticos o circuitos<br />
auxiliares (alumbrado, refrigeración, etc.).<br />
Ciertos movimientos no sólo no serán interrumpidos sino que se pondrán en marcha al ser accionado el dispositivo de parada de<br />
emergencia sin que ello, claro está, represente un peligro para el operario, por ejemplo: los órganos de frenada de emergencia para<br />
obtener una parada más rápida, la inversión del sentido de giro en los rodillos de una curvadora de chapa, etc.<br />
Características fundamentales<br />
La función principal del dispositivo de parada de emergencia es la de parar la máquina lo más rápidamente posible. Este dispositivo se<br />
instalará en las máquinas, previéndose para este fin dos posibilidades:<br />
Un interruptor accionado manual o eléctricamente, situado en la línea de alimentación de la máquina.<br />
Un auxiliar de mando dispuesto en el circuito auxiliar de modo que, al ser accionado, todos los circuitos que puedan originar peligro<br />
queden desconectados.<br />
El órgano de mando utilizado como paro de emergencia debe reunir las características siguientes:<br />
Será visible y fácilmente accesible, por lo que se colocará en un lugar donde pueda ser alcanzado rápidamente por el operario.<br />
Será capaz de cortar la corriente máxima del motor de mayor potencia en condiciones de arranque.<br />
Podrá ser accionado manualmente y será enclavable en la posición de abierto.<br />
Puede presentar varias formas: maneta, pedal, cuerda, botón pulsador, etc., eligiéndose la más conveniente en cada caso; en todos los<br />
casos el color será rojo.<br />
Si el órgano de mando en un botón-pulsador, éste debe ser del tipo "cabeza de seta", de color rojo y llevará como fondo un círculo de<br />
color amarillo.<br />
Los contactos (si se utiliza como órgano de mando un botón pulsador) serán de apertura forzada y completa; entendiéndose como<br />
apertura forzada aquélla que lleva rígidamente unidos los bloques de contactos con el vástago guía del interruptor (elemento de<br />
accionamiento). Por apertura completa, se indica que el interruptor tendrá únicamente dos posiciones de trabajo estables (abierto o<br />
cerrado).<br />
En máquinas con más de un puesto de trabajo, o de mando o que por sus dimensiones precisen de más de un dispositivo de parada<br />
de emergencia, el accionamiento de uno cualquiera de ellos provocará la detención de la máquina y será preciso para la nueva puesta<br />
en marcha eliminar el bloqueo desde el punto en que se paró. (El restablecimiento de las condiciones de puesta en marcha -<br />
desbloqueo paro emergencia- de la máquina implicaría la actuación de una señal acústica-luminosa perceptible por la totalidad de los<br />
operarios de la misma; en todo caso, se seguiría el procedimiento normal de puesta en marcha.)<br />
Cuando se emplee como paro de emergencia el interruptor principal de la máquina, este elemento de desconexión deberá reunir,<br />
además de las características propias de su función, las descritas para el paro de emergencia.<br />
Bibliografía<br />
(1) NORMA UNE 20-416-80<br />
Parte 1. Equipo eléctrico de las máquinas-herramientas de uso general<br />
(2) CONSEIL DE L'EUROPE (Résolution AP (77)3)<br />
Concernant la conception, la construction et I'emploi des dispositives et des systèmes de commande des machines<br />
(3) NORMA NF C79-100<br />
Equipement électrique des machines-outils d'usage général<br />
Ejemplos de conexión
Dispositivo de parada de emergencia insertado en el circuito de alimentación de la máquina. El interruptor seccionador de la<br />
alimentación y el paro de emergencia están dispuestos en un solo elemento de desconexión. En este caso, el elemento de<br />
desconexión reunirá las características exigidas tanto para el interruptor principal como para el paro de emergencia.<br />
Dispositivo de parada de emergencia insertado en el circuito de alimentación de la máquina. En este caso el interruptor seccionador de<br />
la alimentación y el paro de emergencia están claramente separados.<br />
Esquema erróneo de auxiliar de mando como dispositivo de parada de emergencia, instalado en el circuito auxiliar. Se aprecia<br />
claramente la disposición errónea del mismo, puesto que al accionar el órgano de mando del paro de emergencia, sólo después de que<br />
desconecte el contactor K 1 , queda sin tensión el contactor del motor K M .
Esquema correcto de auxiliar de mando como dispositivo de parada de emergencia instalado en el circuito auxiliar. Al accionar el<br />
órgano de mando del paro de emergencia, todos los contactores quedan sin tensión.<br />
En las máquinas en que los elementos móviles no disponen de un gran movimiento de inercia, o sea que se inmovilizan en un corto<br />
espacio de tiempo al cesar el esfuerzo del motor, el mando de paro general y el de emergencia pueden ser perfectamente uno solo.<br />
En las máquinas en las que los elementos móviles tienen un gran movimiento residual, el mando de paro de emergencia debe estar<br />
separado del mando de paro general, ya que al accionarse el paro de emergencia, simultáneamente entra en funcionamiento un freno<br />
de emergencia.
En las máquinas con un número reducido de relés, se puede situar el dispositivo de parada de emergencia como se indica en la figura.<br />
(En los casos en que la corriente a interrumpir sobrepase los 6 A, la situación del dispositivo de parada de urgencia será la indicada en<br />
la figura 6.).<br />
© INSHT
NTP 52: Consignación de máquinas<br />
Lockout of machinery and dangeous equipment<br />
Verrouillage des machines et des équipes dangereux<br />
Vigencia Actualizada por NTP Observaciones<br />
Válida Actualizada y ampliada por la Guía Técnica del RD 1215/1997<br />
ANÁLISIS<br />
Criterios legales<br />
Criterios técnicos<br />
Derogados: Sí Vigentes: Desfasados: Operativos: Sí<br />
Redactor:<br />
Ricardo Chavarría Cosar<br />
Ingeniero Técnico Eléctrico<br />
CENTRO DE INVESTIGACIÓN Y ASISTENCIA TÉCNICA - BARCELONA<br />
Objetivo<br />
Son de todos conocidos los numerosos accidentes (graves en su mayoría) que se producen como consecuencia de las operaciones de<br />
mantenimiento, engrase o reparación de maquinaria.<br />
El objetivo de la presente nota es el de fijar los tipos de dispositivo de consignación a utilizar, sus condiciones de utilización y las<br />
circunstancias que exigen su uso.<br />
Cualquier trabajador que deba reparar, ajustar o conservar una máquina u equipo peligrosos, corre un riesgo grave si la máquina o el<br />
equipo sobre el que está trabajando puede ponerse en marcha o activarse antes de que su trabajo haya terminado.<br />
La garantía más eficaz de que las personas no resulten dañadas durante la realización de trabajos de este tipo está en el uso de<br />
dispositivos de consignación (también llamados del bloque o enclavamiento).<br />
¿Qué se entiende por dispositivos de consiganción?<br />
Un dispositivo de consignación es un mecanismo o aparato que permite el empleo de llaves o combinaciones de cierre (comúnmente<br />
candados) que retienen la palanca de un interruptor o una válvula en la posición de cero (sin tensión, fuera de servicio).<br />
El uso de estos dispositivos de consignación precisa de un procedimiento de cierre (o bloqueo). El procedimiento de cierre reúne las<br />
diversas medidas que deben ser tomadas conjuntamente por la empresa y el trabajador para asegurar el uso adecuado de los<br />
dispositivos de enclavamiento.<br />
¿Qué circunstancias aconsejan el empleo de dispositivos d econsignación?<br />
He aquí algunos de los muchos ejemplos:<br />
●<br />
●<br />
●<br />
●<br />
Reparaciones en circuitos eléctricos.<br />
Limpieza y engrase de las partes móviles de las máquinas (particularmente las que los puntos de engrase están situados en<br />
zonas peligrosas).<br />
Liberación de mecanismos atascados o encasquillados.<br />
Trabajos en tuberías conductoras de sustancias peligrosas o de alta presión (a menudo protegidas por válvulas).<br />
En general, toda situación que precise la intervención del personal de mantenimiento, electricistas, montadores, etc., sobre un equipo<br />
potencialmente peligroso.<br />
Los dispositivos de consignación pueden utilizarse también para impedir el uso no autorizado de equipos peligrosos. Ejemplo:<br />
●<br />
●<br />
●<br />
Retirando las llaves de contacto de un vehículo.<br />
Cortando el suministro de potencia.<br />
Cerrando las puertas al personal no autorizado en áreas particularmente peligrosas.
Dispositivos de consignación<br />
Papel de los seccionadores<br />
Los procedimientos de consignación no pueden ser utilizados si no se dispone de dispositivos de consignación en los controles de<br />
potencia más importantes de las máquinas potencialmente peligrosas. En el caso de máquinas alimentadas por corriente eléctrica, el<br />
control de alimentación más importante no es el propio pulsador o palanca de la máquina, sino el seccionador o interruptor situado al<br />
principio de la alimentación. Cuando más seguro es el seccionador, menor es la posibilidad de accidente.<br />
Fig. 1: Esquema eléctrico de principio<br />
Es importante señalar que el seccionador debe ser accionable manualmente y que la posición de la maneta de accionamiento por la<br />
que el circuito está en posición de cero (sin tensión) debe ser identificable inequívocamente (ésta debe ser además la única posición<br />
consignable). Es aconsejable asimismo que la ruptura sea plenamente visible (armarios transparentes).<br />
Fig. 2: Seccionador con dispositivo de bloqueo en el interior del armario transparente<br />
Desafortunadamente, la instalación eléctrica de muchas fábricas está realizada de tal forma que no todas las máquinas poseen un<br />
seccionador individual: el seccionador de principio de línea (situado en el armario general) controla la alimentación de varias máquinas,<br />
por lo que, a menos que el encargado esté dispuesto a detener varias máquinas para reparar una, no puede realizarse un<br />
procedimiento de consignación claro. (Puede recurrirse en estos casos a dispositivos de consignación para los interruptores de mando,<br />
pero sólo en el caso de que no haya otra alternativa.)<br />
Los dispositivos de enclavamiento (bloqueo) generalmente están concebidos para ser utilizados en los circuitos eléctricos en los que la<br />
mayor parte de los seccionadores y disyuntores están diseñados de forma que la maneta de accionamiento pueda ser consignada en<br />
la "posición de cero". Las válvulas de mando de otras fuentes de energía (neumáticas, hidráulicas, vapor...) deben ser equipadas de la<br />
misma forma. Si no puede realizarse de esta manera, será preciso imaginar un método adecuado para sustituir la válvula por otra que<br />
pueda ser dotada de un dispositivo de consignación.<br />
Presión residual<br />
En el empleo de la energía hidráulica y neumática debe tenerse en cuenta la presión residual. Cuando un seccionador eléctrico está en<br />
posición de abierto, el circuito está en cero. Pero en las líneas neumáticas o hidráulicas puede quedar, después de la desconexión, una<br />
presión residual en el circuito capaz de hacer que la máquina realice un nuevo ciclo; la solución correcta a este problema es dotar al<br />
circuito de válvulas que dispongan de purgadores automáticos que realicen la limpieza del circuito eliminando toda posible presión<br />
residual.<br />
Dispositivos de cerradura múltiple<br />
Un dispositivo de bloqueo que permita el alojamiento de un solo candado, no ofrece suficiente garantía: Si un trabajador "A" (que debe<br />
buscar un defecto) utiliza el único agujero disponible para su candado, ¿dónde colocará el suyo otro trabajador "B" cuando llega a la<br />
misma máquina para realizar su mantenimiento?; es más que probable que deba violar el procedimiento de bloqueo y trabaje en una<br />
máquina que no garantiza la posición de cero por su candado individual.
Por lo tanto, los seccionadores de corriente y las válvulas deben ser capaces de estar simultáneamente en posición cero con el<br />
candado de cada uno de los operarios que deban de trabajar en la máquina o equipo peligroso.<br />
Muchos controles no están diseñados de esta manera, por lo que es necesario emplear adaptadores de cierres múltiples. Estos<br />
adaptadores estarían permanentemente encadenados al control o bien a cada uno de los operarios poseedores de candado.<br />
Fig. 3: Interruptor rotativo bloqueable (Fuente CNA)<br />
Fig. 4: Placa protectora de bloqueo de un interruptor con accionamiento a base de pulsadores<br />
Fig. 5: Los volantes o las vávulas y otros órganos pueden asimismo ser bloqueados por medio de cadenas con pinzas de<br />
cierre asegurándose así contra la abertura. (Fuente CNA)<br />
Fig. 6 y 7 Adaptadores de bloqueo con posibilidad de adaptar varios candados. Hasta que el último no es retirado, el<br />
interruptor o válvula no puede ser accionada. (Fuente Promosafe)
Fig. 8: Maneta de mando con adaptador de bloqueo que permite fijar varios candados (fuente CNA)<br />
Fig. 9: Si un equipo utiliza varias fuentes de energía, cada una debe poder ser bloqueada. La combinación accionador/válvula<br />
mostrado en la figura facilita la operación. (fuente Promosafe)<br />
Instalaciones complejas<br />
Los diferentes equipos, grupos de máquinas o máquinas individuales de grandes instalaciones deben ser bloqueables en su lugar de<br />
emplazamiento para revisión y otros trabajos. No deben poder ser puestas en marcha hasta que se sitúe el interruptor manualmente en<br />
la posición de marcha.<br />
Fig. 10: Bloqueo por medio de cerraduras de pestillo. Llave libre, pestillo bloqueado en posición fuera. Llave atrapada, pestillo<br />
en posición dentro. (Fuente INRS)<br />
Fig. 11: Bloqueo por medio de cerraduras de pestillo. Llave libre, pestillo prisionero y bloqueado. Llave atrapada, pestillo libre.<br />
(Fuente INRS)
Fig. 12: Bloqueo de un seccionador mediante cerraduras de pestillo. (Fuente INRS)<br />
Pueden considerarse instalaciones de este tipo, por ejemplo las instalaciones que reparten su maquinaria en diferentes pisos y en<br />
varios locales, donde el mando está centralizado, o bien otras que están aisladas y separadas del mando centralizado.<br />
Fig. 13: Instalación de varias máquinas indivduales con mando centralizado. Cada máquina puede pararse separadamente de<br />
las otras y no ser puesta en marcha nuvamente hasta que se desbloquee el respectivo pulsado de paro. Si el trabajo lo exige,<br />
el mando puede ser concebido de forma que la maniobra sobre el pulsador de paro de una máquina pueda parar<br />
simultáneamente toda la instalación. (Fuente CNA)<br />
Fig 14: Paro de emergencia con dispositivo de bloqueo en posición abierto. Únicamente con la llave es posible cerrar<br />
nuevamente el cirucuito.<br />
Es aconsejable que en estas instalaciones, en las que desde el lugar de consignación no es a menudo visible la totalidad de la<br />
instalación, una señal (acústica u óptica) advierta del momento de liberación o puesta en marcha. Es aconsejable que después de la<br />
señal, la instalación no pueda ponerse en marcha sin que antes transcurra un tiempo prudencial.
Fg. 15: Esquema de principio de un dispositivo de bloqueo con señal de advertencia. Después de la maniobra del interruptor<br />
principal (HS), la señal de advertencia óptica y/o acústica (OA, AA) actúa inmediatamente. El circuito eléctrico de la<br />
instalación no se cierra hasta que el temprozador ZE cierra el contactor de mando (ST). (Fuente CNA)<br />
Procedimientos de consignación<br />
La existencia de dispositivos de consignación, adaptadores de cierres múltiples y sistemas de cerradura no constituye un programa de<br />
consignación. Carecen de utilidad si no son utilizados correctamente y en las ocasiones apropiadas.<br />
He aquí un procedimiento de bloqueo con diversas etapas:<br />
●<br />
●<br />
●<br />
●<br />
●<br />
●<br />
●<br />
●<br />
Antes de que un equipo sea puesto a cero, es necesario un acuerdo claro sobre la máquina concreta que se ha de detener.<br />
Sería conveniente que el encargado revisase el procedimiento de consignación.<br />
Cortar la corriente con los controles de mando de la máquina (los seccionadores principales no pueden jamás ser<br />
desconectados estando la máquina en carga, a causa del posible riesgo de explosión).<br />
Colocar a cero los controles de potencia de la máquina (seccionadores, disyuntores o válvulas).<br />
En caso de alta tensión, esta operación debe ser realizada por un técnico electricista.<br />
Después de que los seccionadores hayan sido abiertos, o cerradas las válvulas, la persona o personas encargadas del trabajo<br />
colocarán sus cierres sobre la palanca de control o el adaptador múltiple. En este momento es aconsejable colocar una<br />
indicación (etiqueta) sobre el cierre. Las etiquetas pueden indicar el tipo de trabajo a realizar, la duración estimable del mismo y<br />
quién debe supervisarlo.<br />
Asegurarse de que el seccionador o la válvula están en posición segura.<br />
Comprobar asimismo los controles de la máquina asegurándose de que están en posición cero.<br />
Cuando cada operario finaliza su trabajo, retira su cierre y la etiqueta supletoria. Aquél que retire el último cierre notificará al<br />
encargado que el trabajo ha terminado.<br />
Recomendaciones para evitar bloqueos incompletos<br />
Un procedimiento de bloqueo puede convertirse en inoperante de muchas formas. Por eso, los inspectores, encargados y trabajadores<br />
cuyo trabajo requiera un bloqueo del equipo, deben ser conscientes de estos posibles errores aumentando la atención para evitarlos.<br />
Retirar los fusibles de alimentación de una máquina no es una adecuada sustitución de un dispositivo de consignación. El fusible<br />
retirado no garantiza que el circuito esté a cero y aunque así fuere, no es posible evitar que alguien lo reemplace sin preguntar.<br />
La consignación de una fuente de potencia de un equipo determinado puede ser insuficiente. Muchas máquinas utilizan varios<br />
suministros de potencia: eléctrica y neumática, vapor e hidráulica, etc. En tales casos es necesario que el supervisor conozca las<br />
fuentes de potencia auxiliar para efectuar también la consignación de las mismas.<br />
Todos los seccionadores y válvulas deben estar claramente marcados.<br />
Esto es de particular importancia cuando los controles están alejados de la máquina o sobre paneles generales que reúnen varios<br />
controles.<br />
No es deseable que los operarios deban perder el tiempo tratando de averiguar qué controles existen en cada máquina o la disposición<br />
del trazado de tuberías o instalaciones con el fin de encontrar los adecuados controles; con ello se evita la tentación de realizar una<br />
consignación incompleta.<br />
Los equipos con funcionamiento intermitente como bombas, ventiladores, compresores, etc., pueden parecer inofensivos en sus<br />
períodos de inactividad; pero, evidentemente, resultaría peligroso pensar que el equipo no funcionará en el momento de la intervención<br />
por lo que debe subrayarse la importancia de incluirlos en la consignación.<br />
Pero quizás la mayor dificultad está en la convención por parte del encargado de mantenimiento, electricista, etc., de que su trabajo es<br />
suficientemente sencillo como para no exigir la consignación de la máquina. Debe procederse por tanto a una mentalización adecuada<br />
de estos operarios.<br />
Legislación y normativa<br />
No existe en la actualidad una reglamentación específica que obligue a la consignación de las máquinas durante las operaciones de<br />
mantenimiento, engrase-limpieza y reparación de las mismas. No obstante, la Ordenanza General de Seguridad e Higiene en el<br />
Trabajo trata el tema en sus artículos 92 y 93 diciendo:<br />
Artº 92: Las operaciones de entretenimiento, reparación, engrase y limpieza se efectuarán durante la detención de los motores,<br />
transmisiones y máquinas, salvo en sus partes totalmente protegidas.<br />
Artº 93: Toda máquina averiada o cuyo funcionamiento sea irregular será señalizada con la prohibición de su manejo a trabajadores no<br />
encargados de su reparación.<br />
Para evitar su puesta en marcha, se bloquearán los arrancadores de los motores eléctricos o se retirarán los fusibles de la máquina<br />
averiada y, si ello no es posible, se colocará en su mando un letrero con la prohibición de maniobrarlo, que será retirado por la persona<br />
que lo colocó.
Por otra parte la normativa que hace referencia a la necesidad de efectuar la consignación de máquinas es la siguiente:<br />
NORMA UNE 20416 (1) que concuerda con CEI 204-1, VDE 0113 en su apartado 4 punto 4.4.2. dice, en relación al dispositivo<br />
seccionador de la alimentación:<br />
''Debe estar provisto con un dispositivo que le permita ser bloqueado en posición de abierto, por ejemplo, un candado".<br />
Resolución AP (77) 3 del Consejo de Europa en su capítulo 2 punto 2.4. en relación con los dispositivos de separación dice:<br />
"Los dispositivos de separación deben ser enclavables".<br />
Bibliografía<br />
(1) INRS<br />
Dispositifs de verrouillage avec asservissements de Sécurité<br />
Note Documentaire nº 993<br />
(2) CNA<br />
Construction et position des dispositifs de commande<br />
Caisse Nationale Suisse d'Assurance. Lucerne. Feuillet 22006<br />
(3) PROMOSAFE<br />
Mayo 1981, vol. (8) no (48), I-IV<br />
(4) The ABC's of Lockouts<br />
National Safety News, may, 42-45, 1966<br />
© INSHT
electrógenos. Protección contra contactos eléctricos indirectos<br />
NTP 142:<br />
Grupos<br />
Groupe Electrogène: Protecition contre les contracts indirects<br />
Electric Generating set: Mesasures for protection against indirect contact<br />
Vigencia Actualizada por NTP Observaciones<br />
Válida Actualmente es de aplicación el RD 842/2002<br />
ANÁLISIS<br />
Criterios legales<br />
Criterios técnicos<br />
Derogados: Sí Vigentes: Desfasados: Operativos: Sí<br />
Redactor:<br />
Josep Mestre Rovira<br />
Ingeniero Técnico Eléctrico<br />
CENTRO DE INVESTIGACIÓN Y ASISTENCIA TÉCNICA - BARCELONA<br />
Objetivo<br />
Dar difusión de algunas medidas contra contactos eléctricos indirectos en la utilización de grupos electrógenos en baja tensión.<br />
Introducción<br />
Cuando una instalación eléctrica es alimentada mediante un grupo electrógeno la protección que se adopte contra contactos eléctricos indirectos deberá<br />
abarcar además de los receptores, equipos y masas de la instalación, a las masas del grupo y de sus equipos auxiliares, también susceptibles de adquirir<br />
tensiones peligrosas respecto a tierra.<br />
En la realización del diseño deberá tenerse en cuenta que:<br />
●<br />
●<br />
La aplicación de los sistemas de protección convencionales, válidos para proteger receptores y masas de la instalación no resuelve de forma<br />
inmediata y en todos los casos la protección de las masas del grupo.<br />
La conexión arbitraria de las masas del grupo a tierra o a otras masas de la instalación puede dar lugar a situaciones de riesgo que afecten a los<br />
receptores, por vulnerar el funcionamiento del sistema de protección cuando, por ejemplo, un defecto de aislamiento se localiza en el alternador o<br />
en otros equipos auxiliares del grupo.<br />
Por consiguiente deberá realizarse un estudio previo del conjunto de la instalación en el que se incluirá el grupo electrógeno, verificando que se cumplen<br />
las siguientes condiciones de protección:<br />
Con respecto a la protección de receptores y masas de la instalación<br />
El sistema de protección contra contactos eléctricos que se adopte debe mantener su nivel de protección tanto si la instalación se alimenta de la red como<br />
si se alimenta del grupo electrógeno.<br />
Con respecto a la protección de la masa del grupo y de sus equipos auxiliares<br />
Si el sistema de protección contra contactos eléctricos indirectos que se adopte para la instalación no protege también a la masa del grupo y de sus<br />
equipos auxiliares, deberán tomarse medidas complementarlas de forma que el nivel de protección del riesgo para estas masas sea equivalente al exigido<br />
para los receptores.<br />
Se supone que la protección de la instalación se realizará mediante los sistemas convencionales:<br />
Esquema de distribución<br />
REBT MIBT 008<br />
●<br />
"Puesta a tierra de las masas y dispositivos de corte por intensidad de defecto". Diferenciales.<br />
REBT MIBT 021, 2.7 a) y 2.8<br />
TT<br />
●<br />
"Puesta a tierra de las masas y dispositivos de corte por intensidad de defecto (caso neutro aislado)".<br />
REBT MIBT 021, 2.7 b)<br />
IT
●<br />
"Puesta a neutro de las masas y dispositivos de corte por intensidad de defecto".<br />
REBT MIBT 021, 2.10<br />
TN<br />
●<br />
Dispositivos de corte por tensión de defecto".<br />
REBT MIBT 021, 2.9<br />
(indistinto)<br />
La utilización que se dé a un grupo electrógeno (fuente de emergencia, fuente única, uso portátil) incluso la potencia del mismo (grande, pequeña)<br />
condiciona en la práctica la elección del sistema de protección contra contactos eléctricos indirectos y de las medidas complementarlas ya referidas. De un<br />
amplio análisis del tema se desprenden muchas soluciones generales igualmente válidas en el aspecto preventivo y que por razones de espacio no<br />
pueden ser incluidas en esta NTP Atendiendo a sus mejores prestaciones, coste económico y sencillez, han sido seleccionados cinco montajes de<br />
protección (MP).<br />
Estas soluciones no constituyen reglamentación oficial y su adopción en cada caso debe hacerse después de un estudio de idoneidad por parte del<br />
Técnico Facultativo responsable de la instalación.<br />
Protección contactos eléctricos indirectos para usos más frecuentes de grupos electrógenos (1)<br />
M.P.1<br />
Funcionamiento<br />
a. Las tensiones peligrosas que aparezcan en las masas de los receptores como consecuencia de defectos localizados en ellos mismos o en otros<br />
equipos de la instalación conectados a la puesta a tierra general se protegen con los diferenciales en acción combinada con la toma de tierra R T o<br />
la resistencia R, según la instalación se alimente de la red o del grupo, haciendo en ambos casos que actúe el diferencial con el primer defecto.<br />
La toma de tierra R T , cuando la instalación se alimenta del grupo, tiene por objeto referir el sistema eléctrico a tierra y permitir el retorno de<br />
corriente de defecto que se produzca en masas de la instalación o receptores que pudieran no estar conectados a la puesta a tierra general,<br />
limitando su duración en acción combinada con el diferencial.<br />
b. Debe tenerse en cuenta que los defectos de fase localizados en grupo electrógeno provocan una corriente que retorna por el conductor de<br />
protección y por R al centro de la estrella, no afectando al diferencial. Por ello se instala el dispositivo térmico representado en el esquema, que<br />
debe parar el grupo en un tiempo bajo (por ejemplo t< 60 s) cuando esa corriente (I D ) provoque una caída de tensión en R que sea RI D ≤ 50 V<br />
(aunque el defecto no sea franco).
MP-1. Grupo como fuente alternativa<br />
De esta forma se consigue:<br />
●<br />
●<br />
Detectar y eliminar defectos de aislamiento localizados en el grupo que podrían subsistir indefinidamente, y que aunque no generen tensiones de<br />
defecto pueden ser motivo de incendio y averías.<br />
Que la tensión con relación a tierra del sistema, a la tensión de 380/220 V no supere 250 V, posibilitando así el uso de herramientas eléctricas<br />
manuales (OGHST art. 61 y REBT MIBT 034, 1.7), y también de otros equipos eléctricos que tengan su uso limitado a esa tensión.<br />
Condiciones particulares<br />
a. La instalación debe cumplir lo especificado en REBT MIBT 021 2.7a y 2.8.<br />
b. La protección diferencial se instalará en un cuadro montado sobre la carcasa del grupo electrógeno o bien en cuadros separados del mismo. En el<br />
segundo caso, las canalizaciones de enlace entre el grupo y los cuadros que contengan los dispositivos diferenciales dispondrán de cubierta<br />
metálica que deberá conectarse a la puesta a tierra. Para grupos de mediana y pequeña potencia es aconsejable utilizar dispositivos diferenciales<br />
de alta sensibilidad (I FN ≤ 30 mA).<br />
c. La resistencia R se construirá con un mínimo de dos resistencias bobinadas conectadas en paralelo.<br />
El valor de R, su potencia P y el tipo de térmico, se elegirán de forma que cumplan las siguientes condiciones:<br />
Asegura el disparo del diferencial al primer defecto franco aún cortándose una de las dos resistencias.<br />
U F<br />
< I MP<br />
R<br />
Asegura la no destrucción del dispositivo térmico y la continuidad de la rama R en caso de un defecto franco en el grupo y fallo del sistema de<br />
parada automática.<br />
Asegura la detección y eliminación de defectos no francos en el grupo.<br />
Permite que si la tensión con relación a tierra del sistema, trifásico supera 250 V no permanezca un tiempo excesivo.<br />
Asegura la no destrucción del conjunto de resistencia R y la continuidad de la rama R en caso de un defecto franco en el grupo y fallo del sistema<br />
de parada automática.<br />
MP-1. Grupo como fuente única<br />
Ejemplo<br />
●<br />
Tensión del alternador 220/380 V<br />
Para R = 100 Ωy disponiendo de un térmico de las siguientes características:
●<br />
Curva de desconexión del térmico<br />
Se verifican las condiciones establecidas anteriormente:<br />
La potencia del conjunto de resistencias será:<br />
Y estará formado por dos resistencias de 200 Ωy 250 W cada una.<br />
Toma de tierra general<br />
I FN = Sensibilidad nominal del diferencial<br />
I i = Intensidad del disparo de U ><br />
Z i = Impedancia interna de U ><br />
U F = Tensión de fase<br />
U s = Tensión de seg.<br />
50 V emplazamiento seco<br />
24 V emplazamiento mojado<br />
12 V emplazamiento sumergido<br />
d. Se procurará que el valor de la toma de tierra general R T sea lo más bajo posible y deberá cumplir:<br />
Cuando el grupo se utiliza como fuente alternativa en instalaciones fijas se recomienda que:<br />
Características del montaje<br />
Es un montaje indicado para:<br />
A. Grupos móviles que no tienen una utilización definida o que cambian con frecuencia de emplazamiento (Grupos de alquiler y similares).<br />
1. Para alimentar directamente a receptores (cuadro resumen (4)).<br />
El grupo debe llevar incorporado la protección diferencial, la resistencia R, el dispositivo térmico, y realizar la conexión a tierra. Dado que el<br />
valor de resistencia de tierra que se exige es relativamente elevado, podrá conseguirse fácilmente con electrodos tipo piqueta o cable<br />
enterrado.<br />
2. Para alimentar provisionalmente instalaciones (cuadro resumen (3)).<br />
La conexión a tierra del grupo se realizará utilizando la puesta a tierra de protección existente en la instalación.<br />
Las instalaciones TT pueden ser alimentadas directamente, si el grupo lleva incorporados la protección diferencial, la resistencia R y el<br />
dispositivo térmico. Las instalaciones IT podrán alimentarse, cortando previamente la rama que contiene la resistencia R y el térmico, para<br />
que el neutro del alternador quede totalmente aislado de tierra.<br />
Las instalaciones TN podrán alimentarse puenteando previamente la resistencia R, y el dispositivo térmico.<br />
B. Grupos instalados de forma fija alimentando instalaciones TT (cuadro resumen (1) y (2)).<br />
Tiene el inconveniente de que un sólo defecto en el grupo o en los equipos auxiliares impide su funcionamiento. Esto hace desaconsejable su<br />
implantación en instalaciones que tengan sectores de emergencia o reemplazamiento donde un fallo de suministro pueda implicar riesgo para<br />
personas o pérdidas económicas importantes (hospitales, locales públicos, algunos procesos industriales, etc.).<br />
M.P.2<br />
Funcionamiento<br />
a. Las tensiones peligrosas que aparecen en las masas de los receptores como consecuencia de defectos localizados en ellos mismos o en otros<br />
equipos de la instalación, se protegen con los diferenciales en acción combinada con la tierra general (R T ). Las tomas de tierra R N o R NG permiten
el retorno de la corriente de defecto según la instalación se alimente de la red o del grupo, haciendo en ambos casos que actúe el diferencial con el<br />
primer defecto, dejando fuera de servicio el sector afectado.<br />
b. Los defectos localizados en el grupo electrógeno o en sus equipos auxiliares provocan el disparo del interruptor de tensión de defecto U>, quien<br />
señaliza óptica y acústicamente la presencia de tensión peligrosa en sus masas, sin interrumpir el servicio. La protección de estas masas<br />
accidental y temporalmente en tensión se consigue recubriendo el recinto (suelo y paredes) en materiales aislantes, de forma que hagan inocuos<br />
los contactos que puedan establecer con ellos las personas que las manipulen.<br />
Condiciones particulares<br />
a. La instalación debe cumplir lo especificado en REBT MIBT 021 2.7a y 2.8.<br />
b. El relé de tensión de defecto y su instalación deben cumplir lo especificado en REBT MIBT, 2.9.<br />
c. El grupo electrógeno debe cumplir lo establecido en REBT MIBT 034, 2.<br />
d. El conjunto formado por las masas del grupo y de todos los equipos auxiliares ligados a él estarán conectados a una toma de tierra eléctricamente<br />
independiente (R G ) de la toma de tierra general (R T ). Asimismo se comprobará que ninguna de estas masas esté en contacto con la toma de tierra<br />
general o con masas conectadas a ella. En caso contrario deberán aislarse.<br />
e. La puesta a tierra del grupo (R G ) tiene por objeto atenuar las tensiones de defecto en la masa del grupo generadas por defectos no francos y que<br />
podrían provocar innecesariamente el disparo del relé de tensión.<br />
f. Las tomas de tierra R N , R T , R NG , R G y R A deben ser independientes entre sí y sus valores ajustarse a las siguientes expresiones:<br />
R T ≤ US/I FN R A ≤ (US/I i ) -Z i<br />
R N ≈ [R T · (U F - U S )]/U S R G < 100 Ω<br />
g. Se procurará que el número de masas accesibles dentro del recinto del grupo electrógeno sea mínimo, haciendo que las envolventes de equipos<br />
auxiliares, cuadros eléctricos, etc., sean de doble aislamiento.<br />
h. Las masas accesibles que puedan ser tocadas simultáneamente con el grupo u otros equipos auxiliares ligados a él estarán conectadas aquí<br />
potencialmente a la puesta a tierra del grupo (R G ), y no a otra puesta a tierra.<br />
i. El suelo alrededor del grupo y de las masas accesibles ligadas a él a una distancia de 2 m se recubrirá de material aislante que le convierta en<br />
"suelo no conductor". También las paredes que disten menos de 2 m del grupo electrógeno o de las masas accesibles ligadas a él se recubrirán de<br />
material aislante hasta una altura de 2,5 m. Una vez instalados los materiales aislantes en suelos y paredes deberán ensayarse según REBT MIBT<br />
001, 57.<br />
j. Se verificará minuciosamente que las masas del grupo electrógeno no tengan continuidad hacia el exterior del recinto aislado (tuberías metálicas,<br />
estructuras, tubo de escape, etc.). Asimismo dentro del recinto tampoco existirán líneas de tierra o conductores de protección pertenecientes a la<br />
puesta a tierra general R T , a excepción de los destinados a receptores instalados a más de 2,5 m de altura (alumbrado, etc.).<br />
k. El sistema de señalización óptica y acústica de presencia de tensión en las masas del grupo reclamará la atención de las personas presentes en el<br />
recinto a pesar del ruido generado por el grupo en funcionamiento. Se recomienda una indicación intermitente instalada por encima y en la vertical<br />
del grupo.<br />
l. Al recinto del grupo electrógeno únicamente tendrá acceso personal cualificado y conocedor de las características de este sistema de protección.<br />
MP-2. Grupo como fuente alternativa o fuente única<br />
Características del montaje<br />
Frente a un defecto franco de fase en el grupo electrógeno o en sus equipos auxiliares no interrumpe el servicio. Es por tanto un montaje indicado en<br />
instalaciones con sectores de emergencia o reemplazamiento, donde debe existir una garantía máxima en el suministro eléctrico del grupo, en caso de<br />
fallo de red (hospitales, locales públicos, algunos procesos industriales, etc.).<br />
M.P.3<br />
Funcionamiento<br />
Con independencia de que la instalación se alimente de la red o del grupo, la aparición de un primer defecto franco cualquiera que sea su localización (en<br />
masas de la instalación o grupo), no provoca corrientes importantes ni tensiones de defecto peligrosas. El dispositivo vigilador de aislamiente Z < advierte<br />
óptica y acústicamente de la presencia del defecto para que pueda ser localizado y reparado.<br />
La aparición de un segundo defecto franco en conductores distintos (fases o neutro) y antes de que haya sido eliminado el primero, provoca una corriente<br />
de cortocircuito y la actuación rápida de los dispositivos de protección contra sobreintensidades (fusibles o magnetotérmicos), dejando fuera de servicio al<br />
sector afectado.<br />
Condiciones particulares<br />
a. La instalación debe cumplir lo especificado en REBT MIBT 021 2.7, b.<br />
b. El grupo electrógeno debe cumplir lo establecido en REBT MIBT 034, 2.<br />
c. Además de las masas de los receptores y equipos eléctricos, todas las masas metálicas que sean de gran envergadura o que puedan ser buenas<br />
tomas de tierra deberán ser conectadas a la puesta a tierra general de la instalación.
d. El valor global de resistencia de tierra (RT) será inferior o igual a 2Ω.<br />
Características del montaje<br />
Su utilización se impone cuando la instalación tiene el conductor neutro aislado de tierra o conectado a tierra por medio de impedancia (IT).<br />
Frente a un solo defecto franco en cualquier parte de la instalación o del grupo no interrumpe el servicio. Es por tanto un montaje indicado para usos de<br />
emergencia.<br />
Tiene el inconveniente de que la tensión con relación a tierra es igual a la tensión compuesta del sistema trifásico y en el caso de 380/220 V no pueden<br />
utilizarse herramientas eléctricas manuales conectadas directamente a la instalación pues este valor superar los 250 V establecidos.<br />
(O.G.H.S.T.art.61,1;REBT MIBT 034, 1.7). En todo caso podrían utilizarse alimentándolas por medio de un transformador de separación de circuitos .<br />
M.P.4<br />
Funcionamiento<br />
MP-3. Grupo como fuente alternativa o como fuente única<br />
a. Con independencia de que la instalación se alimente de la red o del grupo, los defectos francos que aparezcan en los receptores o en otros<br />
equipos de la instalación provocan una intensidad de defecto muy elevada, equivalente a una Intensidad de cortocircuito fase-neutro y la actuación<br />
rápida de los dispositivos de protección contra sobreintensidades (fusibles o magnetotérmicos), dejando fuera de servicio al sector afectado.<br />
b. Los defectos francos localizados en el grupo electrógeno antes del primer dispositivo de protección contra sobreintensidades, provocan una<br />
corriente elevada y permanente que retorna por los conductores de protección al centro de la estrella. Esta corriente de defecto, aunque no genera<br />
tensiones de defecto, puede sobrecalentar los devanados del alternador con riesgo de incendio; por ello es conveniente Instalar un dispositivo de<br />
protección contra sobreintensidades I > sobre el conductor de protección de grupo electrógeno. Su intervención debe parar rápidamente al grupo.<br />
Condiciones particulares<br />
a. La instalación debe cumplir lo especificado en REBT MIBT 021,2.10.<br />
b. El grupo electrógeno debe cumplir lo especificado en REBT MIBT 034, 2.<br />
c. El valor global de la resistencia de tierra será igual o inferior a 2Ω.<br />
d. El dispositivo de protección contra sobreintensidades de defecto I >, debe estar tarado a valores bajos de I, recomendándose que el disparo se<br />
produzca antes de 5 s para corrientes de 1 ó 2 A.<br />
Características del montaje<br />
Es un montaje para instalaciones TN.<br />
Tiene el inconveniente de que un solo defecto en el grupo o en los equipos auxiliares impide su funcionamiento. Esto hace desaconsejable su<br />
implantación en instalaciones que tengan sectores de emergencia o reemplazamiento en que un fallo de suministro pueda implicar riesgo para personas o<br />
pérdidas económicas importantes (hospitales, locales públicos, algunos procesos industriales, etc.).<br />
M.P.5<br />
Funcionamiento<br />
MP-4. Grupo como fuente alternativa o como fuente única<br />
a. Con independencia de que la instalación se alimente de la red o del grupo, los defectos francos que aparezcan en los receptores o en otros
equipos de la instalación provocan una intensidad de defecto muy elevada, equivalente a una intensidad de cortocircuito fase-neutro y la actuación<br />
rápida de los dispositivos de protección contra sobre intensidades (fusibles o magnetotármicos), dejando fuera de servicio al sector afectado.<br />
b. Los defectos localizados en el grupo electrógeno o en sus equipos auxiliares provocan el disparo del interruptor de tensión de defecto U >, quien<br />
señaliza óptica y acústicamente la presencia de tensión peligrosa en sus masas, sin interrumpir el servicio. La protección de estas masas<br />
accidental y temporalmente en tensión se consigue recubriendo el recinto (suelo y paredes) con materiales aislanles, de forma que hagan inocuos<br />
los contactos que puedan establecer con ellos las personas que las manipulan.<br />
MP-5. Grupo como fuente alternativa o como fuente única<br />
Condiciones particulares<br />
a. La instalación debe cumplir lo especificado en REBT M113T 021, 2.10.<br />
b. El grupo electrógeno debe cumplir lo especificado en REBT MIBT 034, 2.<br />
c. El relé de tensión de defecto y su instalación debe cumplir lo especificado en REBT MIBT, 2.9.<br />
d. Las tomas de tierra RNI R, y RA, deben ser independientes entre sí y sus valores ajustarse a las siguientes expresiones:<br />
e. El conjunto formado por las masas del grupo y de todos los equipos auxiliares ligados a él estarán conectados a una toma de tierra eléctricamente<br />
independiente (RG) de la toma de tierra general (RN). Asimismo se comprobará que ninguna de estas masas esté en contacto con la toma de<br />
tierra general o con masas conectadas a ella. En caso contrario deberán aislarse.<br />
f. También deben cumplirse las condiciones particulares establecidas en MP-2 (e, q, h, l, j, k y l).<br />
Características del montaje<br />
Frente a un defecto franco de fase en el grupo electrógeno o en sus equipos auxiliares no interrumpe el servicio. Es por tanto, un montaje indicado en<br />
instalaciones TN con sectores de emergencia o reemplazamiento, donde debe existir una garantia máxima en el suministro eléctrico del grupo, en caso de<br />
fallo de red (hospitales, locales públicos, algunos procesos industriales, etc.).<br />
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