Introducción.
Desde que entró en vigor el PEC de la NOM-001-SEDE-2005 (NOM), ha ocasionado mucha confusión y recientemente discutía con una Unidad de Verificación, acerca de si una subestación tipo poste de 112.5Kva con una carga instalada de 100Kw, se requería o no diseñar la red de tierras calculando entre otros las tensiones de paso y de contacto, según la norma NRF-011-CFE-2000 (NRF-011) y/o Std. 80 IEEE (Std. 80), como lo indica el 6.2.VI.3 del PEC, expongo aquí mis argumentos.
Objetivo.
Fundamentar y definir, dónde y cuándo se requiere diseñar una red de tierras para una subestación de acuerdo a la norma NRF-011 y/o al Estándar Std. 80.
Cómo está compuesta la NOM.
La Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE-2005 Instalaciones eléctricas (utilización), está compuesta básicamente de un estándar y dos normas:
1. El primero es el estándar IEC 60364 Parte 1, que corresponde con el título 3 de la NOM.
2. La segunda es la NFPA 70 1999 (NEC), que corresponde con los artículos del 100 al 830, del título 4 de la NOM.
3. La tercera es el NESC 1997 (NESC), que corresponde con los artículos 920 a 930, del título 4 de la NOM.
El espíritu fundamental de la NOM está contenido en el título 3, su cumplimiento se logra mediante la observancia del título 4 (NEC + NESC).
Para los capítulos del 1 al 8, la NOM define su objetivo y campo de aplicación en los numerales 1.1 y 1.2; el NEC define su propósito y alcance en las secciones 90.1 y 90.2.
Para el capítulo 9, la NOM define su objetivo y campo de aplicación en la sección 920-1; El NESC define su propósito y alcance en la sección 01, sub-secciones 010 y 011.
La Comisión Nacional de Normalización (CNN) en su documento “LINEAMIENTOS PARA LA ELABORACIÓN O MODIFICACIÓN DE PROCEDIMIENTOS PARA LA EVALUACIÓN DE LA CONFORMIDAD DE NORMAS OFICIALES MEXICANAS” en su principio 6 dice:
“6. Los procedimientos para la evaluación de la conformidad no deben exigir mayor información, nuevos requisitos, ni modificar los establecidos en los ordenamientos jurídicos vigentes”.
El PEC dice…
Según el Procedimiento para la Evaluación de la Conformidad de la Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE-2005, Instalaciones eléctricas (utilización). En su numeral 6.2 Para Instalaciones eléctricas con carga igual o mayor a 100KW; en su sección VI.3 dice que se debe contar con memoria técnica la cual debe contener, de manera enunciativa y no limitativa:
"VI.3 Los cálculos correspondientes a la malla de tierra (incluyendo la resistividad del terreno) para subestaciones considerando las tensiones de paso, contacto, su resistencia a tierra, así como la selección del tamaño (calibre) del conductor, longitud del conductor de la malla y la selección de los electrodos.
¹Nota- En los casos en que el neutro sea corrido no se requieren los cálculos de la malla de tierra".
La NOM dice…
En la sección 920-1 la NOM define el Objetivo y Campo de aplicación del capítulo 9, a saber:
"920-1 Objetivo y campo de aplicación. El objetivo de éste capítulo es establecer las disposiciones para salvaguardar las personas y sus propiedades de los riesgos ... Se aplica a las líneas eléctricas de suministro público, subestaciones eléctricas, transportes eléctricos, alumbrado público y otras líneas eléctricas y de comunicación ubicadas en la vía pública, así como a instalaciones similares propiedad de los usuarios..."
En la sección 921-18(a) define cuándo se puede requerir una red de tierras diseñada según la norma NRF-011.
"921-18(a) Plantas Generadoras y Subestaciones. Cuando estén involucradas tensiones y corrientes eléctricas altas, se requiere de un sistema enmallado de tierra con múltiples electrodos y conductores enterrados y otros medios de protección. Véase Artículo 921 Parte D Subestaciones".
En la sección la sección 922-2 se define lo que es una alta tensión, no así lo que es una corriente eléctrica alta:
"922-2 Definiciones.
Baja Tensión. Tensión eléctrica hasta 1,000V.
Media Tensión. Tensión eléctrica mayor que 1,000V hasta 34.5kV.
Alta Tensión. Tensión eléctrica mayor que 34.5kV hasta 230kV."
El estándar IEC dice…
En éste estándar IEC 60364 Parte 1, no se encuentra nada que haga alguna referencia directa al cálculo de la red de tierras conforme a la norma NRF-011 y/o al estándar Std. 80, en todo caso podría consultarse el Estándar IEC/TS 60479-1, donde sí se hace referencia a los las corrientes permisibles en el cuerpo humano.
El NEC 2012 dice…
En la sección 90.1 y 90.2, podemos ver el Propósito y alcance del mismo, en la sección 250-191 Sistemas de Puesta a Tierra en Subestaciones de CA, en nota al final de la sección, se hace referencia a Std. 80 y dice: "For further information on outdoor ac substation grounding, see..." se sobre entiende que dicho método para diseñar o calcular la red de tierras, aplica sólo cuando la subestación es abierta, como veremos más adelante ésto coincide con la norma canadiense y con otros estándares de la IEEE.
El NESC dice…
La sección 921-18(a) de la NOM pretende ser equivalente a la sección 096.B del NESC, la cual se titula: "B. Supply stations".
En la sección 096.B Supply Stations del NESC, dice que tales subestaciones pueden requerir redes de tierras extensas y tales redes de tierra se deben diseñar para limitar los voltajes de toque y paso, seguidamente hace referencia al Std. 80 de la IEEE.
En la Sección 2 del NESC, definiciones de términos, se define "Electric supply stations" entre otros dice que incluye estaciones de generación y subestaciones; seguidamente define "generating stations y substations".
En la Sección 12, Sub-Sección 123 dice:
"123. Puesta a Tierra de Protección.
A. Puesta a tierra de protección o aislamiento físico de partes metálicas no conductoras de corriente.
Todos los equipos eléctricos que tengan expuestas partes metálicas no conductoras de corriente, tales como armazones o estructuras de generadores, tableros, botes de transformadores, interruptores y palancas de operación, deben estar efectivamente puestas a tierra o físicamente aislados. Todas las guardas metálicas incluyendo barandales, cercas alrededor del equipo deberán ser efectivamente puestas a tierra".
...
En la sección 2. Definición de Términos Especiales.
En la sección 2. Definición de Términos Especiales.
"Aislado: Que no está fácilmente accesible a las personas a menos que sean empleados medios especiales para el acceso".
...
El Std. 80 y la NRF-CFE-011 dicen…
El Std. 80 y la NRF-CFE-011 dicen…
La norma de referencia NRF-011-CFE-2000 es una adaptación del Std. 80, el Std. 80 en la Sección 1.1 define su alcance; La norma NRF-011, en la sección 2.0 define su campo de aplicación como sigue:
"Aplica a plantas y subestaciones de corriente alterna (subestaciones de plantas generadoras, de transmisión y de distribución) convencionales o aisladas en gas".
El Reglamento de la Ley del Servicio Público de Energía Eléctrica en Materia de Aportaciones, dice…
Según el Reglamento de la Ley del Servicio Público de Energía Eléctrica en Materia de Aportaciones define:
"Baja Tensión: La tensión de suministro a niveles iguales o menores a un kilovolt (kV).
Media Tensión: La tensión de suministro a niveles mayores a un kilovolt (kV).
Alta Tensión: La tensión de suministro a niveles mayores a 35 kilovolts (kV).
Subestación de Distribución: El centro de transformación de alta a media tensión que alimenta la red de distribución de media tensión".
Alta Tensión: La tensión de suministro a niveles mayores a 35 kilovolts (kV).
Subestación de Distribución: El centro de transformación de alta a media tensión que alimenta la red de distribución de media tensión".
El Std. 142 dice…
En el Estándar Std. 142 IEEE 1991 (Std. 142), Capítulo 2 Puesta a Tierra de Equipo, numeral 2.4 Subestaciones Abiertas (exterior), se hace referencia al Std. 80 para el diseño de redes de tierra para éste tipo de subestaciones...FOTO; igualmente en el numeral 2.5 Subestaciones Unitarias Exteriores (mezcla de abierta y compacta), también se requiere hacer las mismas consideraciones que para una subestación abierta…FOTO, en el caso de Subestaciones Compactas en Interiores, no se hace mención alguna al Std. 80.
La Norma Canadiense SCA dice…
En el Estándar canadiense...
Conclusiones.
Según la norma NRF-011, el procedimiento ahí mostrado debe seguirse cuando se tiene una subestación de distribución, de transmisión o de generación, ya sea convencional ó a gas.
Según el Std. 142, cuando se requiere una red de tierras diseñada conforme a la norma NRF-011 y/o Std. 80, es cuando se tiene una subestación abierta exterior, igualmente cuando se tiene una subestación unitaria exterior.
Otras subestaciones de utilización localizadas en interior, como las compactas unitarias, según el Std. 142, no se requiere de una red de tierras diseñada como lo indica el Std. 80, o al menos no se hace ninguna referencia a dicho estándar.
Según el NESC cuando se requiere, permite dos opciones, puesta a tierra de protección (según el Std. 80) ó aislamiento físico.
Foto 2 Subestación 112.5 Kva en azotea.
Entonces, cuando tenemos pequeñas (comparadas con las de distribución) subestaciones de utilización, localizadas a la intemperie, el aislamiento físico suele ser más económico que tratar de hacer la instalación conforme a la norma NRF-011.
En términos económicos y prácticos, es mucho más recomendable instalar las subestaciones en recintos metálicos (malla ciclónica) o en postes por encima del suelo.
En construcción...
En la norma canadiense...
En la norma canadiense...
En construcción...
En la norma OSHA...
¹Pág. x, La Puesta a tierra de instalaciones eléctricas y el R.A.T. de Rogelio García Márquez.
¹Pág. x, La Puesta a tierra de instalaciones eléctricas y el R.A.T. de Rogelio García Márquez.
