AEA-92305-1

ASOCIACIÓN ELECTROTÉCNICA ARGENTINA INSTALACIONES DE PROTECCIÓN CONTRA LAS DESCARGAS ATMOSFÉRICAS AEA 92305-1 © Edición 2006 Página 49 Anexo D (Informativo) Parámetros de ensayo simulando los efectos de la descarga sobre los componentes de los sistemas de protección contra el rayo D.1 Generalidades Este Anexo D brinda los parámetros básicos a utilizar en un laboratorio para simular los efectos de una descarga. Este anexo cubre todos los componentes de un sistema de protección contra el rayo sujetos a toda o a la mayor parte de la corriente de descarga y debe ser utilizado en conjunto con las normas de producto correspondientes especificando los requerimientos y los ensayos para cada componente en particular. Nota: Los parámetros relativos a los aspectos del sistema (ej. para la coordinación de los DPS) no son considerados en este anexo. D.2 Parámetros de corriente relativos al punto de impacto Los parámetros de la corriente de descarga que juegan un rol en la integridad física de un sistema de protección contra el rayo son en general la corriente pico I , la carga Q , la energía específica W / R , la duración T y la pendiente de la corriente di / dt . Cada parámetro tiende a dominar un mecanismo de falla diferente, como se analiza en detalle a continuación. Los parámetros de corriente a considerar para ensayos son combinaciones de estos valores, elegidos para representar en laboratorio el mecanismo de falla actual de la parte del sistema de protección contra el rayo a ser ensayado. El criterio para la selección de los valores representativos está dado en la cláusula D.5. La Tabla D.1 registra los valores máximos de I , Q , W / R , T y di / dt a considerar para ensayos, como una función del nivel de protección requerido.

ASOCIACIÓN ELECTROTÉCNICA ARGENTINA INSTALACIONES DE PROTECCIÓN CONTRA LAS DESCARGAS ATMOSFÉRICAS AEA 92305-1 © Edición 2006 Página 50 Tabla D.1 – Resumen de los parámetros del rayo a considerar en el cálculo de los valores de ensayos, para los diferentes componentes del sistema de protección contra el rayo y los diferentes niveles de protección contra el rayo Componente Problemas principales Parámetros del rayo Notas Nivel de protección contra la descarga Qlong [C] T Elemento captor Erosión en el punto de contacto (ej. hojas finas de metal) I II III-IV 200 150 100 <1 s (aplicando Qlong en un único disparo) Nivel de protección contra la descarga W / R [ ] kJ / Ω T Calentamiento óhmico I II III-IV 10 000 5 600 2 500 Para W / R en configuración adiabática Ensayos superfluos si se dimensiona según AEA 92305-3 Nivel de protección contra la descarga I [kA] W / R [kJ/Ω] Elemento captor y conductor de bajada Efectos mecánicos I II III-IV 200 150 100 10 000 5600 2500 Nivel de protección contra la descarga I [kA] W / R [kJ/Ω] T Componentes de conexión Efectos combinados (térmicos, mecánicos y arcos) I II III-IV 200 150 100 10 000 5600 2500 < 2 ms (para I y W / R en un solo impulso) Nivel de protección contra la descarga Qlong [C] T Tomas de tierra Erosión en el punto de contacto I II III-IV 200 150 100 <1 s (aplicando Qlong en un único disparo) Dimensionamiento determinado por los aspectos mecánicos y químicos (corrosión, etc.) Nivel de protección contra la descarga I [kA] Qshort [C] W / R [kJ/Ω] di / dt Descarga- [ ] kA / μs dores con explosores Efectos combinados (térmicos, mecánicos y arcos) I II 200 150 100 100 75 10 000 5600 2500 200 150 Para I , Qshort y W / R en un solo impulso

ASOCIACIÓN ELECTROTÉCNICA ARGENTINA INSTALACIONES DE PROTECCIÓN CONTRA LAS DESCARGAS ATMOSFÉRICAS AEA 92305-1 © Edición 2006 Página 51 III-IV 50 100 (duración T < 2 ms); con Δi / Δt en impulso separado Nivel de protección contra la descarga Qshort Efectos ener- [C] géticos (sobrecargas) I II III-IV 100 75 50 Nivel de protección contra la descarga I [kA] T DPS incluyendo varistores Efectos dieléctricos (cebados y explosiones) I II III-IV 200 150 100 < 2 ms (aplicar I en un solo impulso) Los dos aspectos deben ser controlados Los ensayos pueden efectuarse por separado D.3 Reparto de corriente Los parámetros dados en la Tabla D.3 son relativos a la corriente de rayo en el punto de impacto. De hecho, la corriente fluye a tierra a través de más de un camino, como varios conductores de bajada y conductores naturales están presentes normalmente en un sistema externo de protección contra el rayo. Además, diferentes servicios normalmente entran a la estructura protegida (caños de gas y agua, líneas de potencia y de telecomunicaciones, etc.). Para la determinación de los parámetros de la corriente real que fluye en los componentes específicos de un sistema de protección contra el rayo, se debe tomar en cuenta la parte repartida de la corriente. Preferentemente, se debe evaluar la forma de onda y la amplitud de corriente a través de un componente en un punto específico de un sistema de protección contra el rayo. Cuando no es posible una evaluación individual, los parámetros de la corriente pueden ser estimados por medio de los siguientes procedimientos. Para la evaluación del reparto de corrientes dentro de un sistema externo de protección contra el rayo, puede ser adoptado el factor de configuración c k (ver Anexo C de AEA 92305-3). Este factor provee una estimación de la parte de la corriente de rayo que fluye por los conductores de bajada de los sistemas externos de protección contra las descargas bajo las condiciones más desfavorables. Para la evaluación de la parte de la corriente en presencia de elementos conductivos externos y líneas de potencia y de telecomunicaciones conectadas a la estructura protegida, se puede pueden adoptar los valores aproximados de e k y k e ' considerados en el Anexo E. La aproximación descripta anteriormente es aplicable para la evaluación del valor pico de la corriente que circula en un camino particular a tierra. El cálculo de otros parámetros de la corriente se realiza como se indica a continuación: I kI p = (D.1) QP =kQ (D.2)

ASOCIACIÓN ELECTROTÉCNICA ARGENTINA INSTALACIONES DE PROTECCIÓN CONTRA LAS DESCARGAS ATMOSFÉRICAS AEA 92305-1 © Edición 2006 Página 52 ( / ) ( / ) 2 W R p =k W R (D.3) ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟ = ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ dt di k dt di p (D.4) donde p x es el valor de la cantidad considerada (corriente pico p I , carga Qp , energía específica W R p ( / ) , pendiente de la corriente di dt p ( / ) ) aplicable a un camino particular a tierra " p"; x es el valor de la cantidad considerada (corriente pico I , carga Q , energía específica (W / R) , pendiente de la corriente (di / dt) aplicable a la corriente de descarga total; k es el factor de la corriente compartida: c k es el factor de la corriente compartida para sistemas externos de protección contra el rayo (ver Anexo C de AEA 92305-3); e k , k e ' son los factores de la corriente compartida en presencia de partes conductivas externas y líneas de potencia y de telecomunicaciones entrando a la estructura protegida (ver Anexo E). D.4 Efectos de la corriente de rayo causante de posibles daños D.4.1 Efectos térmicos Los efectos térmicos relacionados con la corriente de descarga están referidos al calentamiento resistivo causado mediante la circulación de una corriente eléctrica que fluye a través de la resistencia de un conductor o dentro de un sistema de protección contra el rayo. Los efectos térmicos también se refieren al calentamiento generado en la raíz de los arcos en los puntos de conexión o en todas las partes aisladas de un sistema de protección contra el rayo involucrado en el desarrollo del arco (ej. explosores). D.4.1.1 Calentamiento resistivo El calentamiento resistivo toma lugar en cualquier componente de un sistema de protección contra el rayo, transportando una parte significativa de la corriente de descarga. El área de sección mínima de los conductores debe ser suficiente para prevenir el sobrecalentamiento de los conductores a un nivel que podría presentar un incendio peligroso para los alrededores. A pesar de los aspectos térmicos considerados en D.4.1, el criterio del esfuerzo mecánico y la durabilidad debe ser considerado para partes expuestas a condiciones atmosféricas y/o corrosión. A veces es necesaria la evaluación del calentamiento del conductor debido a la circulación de la corriente de descarga cuando pueden surgir problemas debido al riesgo de lesión personal y de fuego o explosión. Más adelante se brinda una guía para evaluar la elevación de temperatura de los conductores sujetos a la circulación de la corriente de rayo. Una aproximación analítica se presenta a continuación: La potencia instantánea disipada como calor en un conductor debido a una corriente eléctrica se expresa como:

ASOCIACIÓN ELECTROTÉCNICA ARGENTINA INSTALACIONES DE PROTECCIÓN CONTRA LAS DESCARGAS ATMOSFÉRICAS AEA 92305-1 © Edición 2006 Página 53 P t i R2 ( )= (D.5) La energía térmica generada por el pulso de descarga completo es por lo tanto la resistencia óhmica del camino de la descarga de los componentes del sistema de protección contra el rayo considerado, multiplicada por la energía específica del pulso. Esta energía es expresada en unidad Joule [J] o Watt segundo [ ] Ws . ∫ W = R⋅ i ⋅dt 2 (D.6) En una descarga de rayo, las fases más elevadas de la energía específica son de duración demasiado corta como para producir un calentamiento significativo de la estructura. El fenómeno se considera adiabático. Se puede evaluar la temperatura de los conductores de un sistema de protección contra el rayo como se indica a continuación: ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ − = exp 1 1 2 0 0 CW q R W γ α ρ α θ θ (D.7) donde θ −θ 0 elevación de la temperatura de los conductores [K]; α coeficiente de temperatura de la resistencia [1/ K]; W / R energía específica del impulso de corriente [J/Ω]; ρ0 resistencia óhmica específica del conductor a temperatura ambiente [Ωm]; q área de sección del conductor [m ] 2 ; γ densidad del material [kg / m ] 3 ; CW capacidad térmica [J/ kgK]; θ S temperatura de fusión [°C]. Los valores característicos de los parámetros físicos dados en la ecuación (D.7), para diferentes materiales utilizados en los sistemas de protección contra el rayo, están indicados en la Tabla D.2. La Tabla D.3 indica, como un ejemplo de aplicación de esta ecuación, la elevación de la temperatura de los conductores hechos de diferentes materiales, como una función de W / R y el área de sección del conductor. El impacto típico de la descarga se caracteriza por un impacto de corta duración (tiempo de cola de unas pocas centésimas de μs ) y una corriente pico elevada. Bajo estas circunstancias, también debe tomarse en consideración el efecto pelicular. Sin embargo, en la mayoría de los casos prácticos relacionados a los componentes del sistema de protección contra el rayo, las características del material (permeabilidad magnética dinámica de los conductores del sistema de protección contra el rayo) y las configuraciones geométricas (área de sección de los conductores del sistema de protección contra el

ASOCIACIÓN ELECTROTÉCNICA ARGENTINA INSTALACIONES DE PROTECCIÓN CONTRA LAS DESCARGAS ATMOSFÉRICAS AEA 92305-1 © Edición 2006 Página 54 rayo) reducen la contribución del efecto pelicular en la elevación de temperatura del conductor a niveles despreciables. La componente del rayo más relevante a este mecanismo de calentamiento es el primer retorno del impacto. Tabla D.2 – Características físicas de los materiales típicos utilizados en los componentes de los sistemas de protección contra las descargas Material Magnitud Aluminio Acero suave Cobre Acero inoxidable * [ m] ρ0 Ω 2,9 x 10-9 120 x 10-9 17,8 x 10-9 0,7 x 10-6 α[1/ K] 4,0 x 10-3 6,5 x 10-3 3,92 x 10-3 0,8 x 10-3 [kg / m ] 3 γ 2700 7700 8920 8 x 103 [°C] θ s 658 1530 1080 1500 [J/ kg] Cs 397 x 103 272 x 103 209 x 103 -- [J/ kgK] CW 908 469 385 500 * Austenítico no magnético. Tabla D.3 – Elevación de la temperatura de los conductores de diferentes secciones como una función de W / R Material Aluminio Acero suave Cobre Acero inoxidable * W / R [MJ/Ω] W / R [MJ/Ω] W / R [MJ/Ω] W / R [MJ/Ω] Sección transversal [mm ] 2 2,5 5,6 10 2,5 5,6 10 2,5 5,6 10 2,5 5,6 10 4 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 10 564 -- -- -- -- -- 169 542 -- -- -- -- 16 146 454 -- 1120 -- -- 56 143 309 -- -- -- 25 52 132 283 211 913 -- 22 51 98 940 -- -- 50 12 28 52 37 96 211 5 12 22 190 460 940 100 3 7 12 9 20 37 1 3 5 45 100 190 * Austenítico no magnético. D.4.1.2 Daños térmicos en el punto de impacto Los daños térmicos en el punto de impacto se pueden observar en todas las componentes de un sistema de protección contra el rayo en el cual toma lugar el desarrollo de un arco, ej. elementos captores, explosores, etc. La fusión y la erosión del material pueden ocurrir en el punto de impacto. De hecho, en el área de raíz del arco hay una entrada térmica importante proveniente de la raíz del arco en sí mismo, así como una concentración del calentamiento óhmico debido a las altas densidades de corriente. La mayor parte de la energía térmica es generada en o muy cerca de la superficie del metal. El calor generado en el área inmediata de la raíz está en el exceso, el cual puede ser absorbido dentro del metal por la conducción y el exceso se irradia o se pierde en fusión o vaporización del metal. La severidad del proceso está relacionada a la amplitud y la duración de la corriente. D.4.1.2.1 Generalidades

ASOCIACIÓN ELECTROTÉCNICA ARGENTINA INSTALACIONES DE PROTECCIÓN CONTRA LAS DESCARGAS ATMOSFÉRICAS AEA 92305-1 © Edición 2006 Página 55 Varios modelos teóricos han sido desarrollados para el cálculo de los efectos térmicos en las superficies metálicas en el punto de impacto de un canal de corriente. Por razones de simplicidad, este documento informará sólo el modelo de la caída de tensión ánodo-o-cátodo. La aplicación de este modelo es particularmente efectiva para películas de metal delgadas. En todos los casos, esto da resultados conservadores como se postula que toda la energía inyectada en el punto de impacto del rayo es utilizada para fundir o vaporizar el material conductor, despreciando la difusión de calor dentro del metal. Otros modelos introducen la dependencia del daño del punto de impacto del rayo en la duración del impulso de corriente. D.4.1.2.2 Modelo de la caída de tensión ánodo-o-cátodo La energía de entrada W en la raíz del arco se presume como dada por la caída de tensión ánodo/cátodo ua, c multiplicada por la carga Q de la corriente de rayo: W = ∫ua, c idt =ua, c ∫idt =ua, c ⋅Q (D.8) Como ua, c es bastante constante en el rango de corriente considerado, la carga de la corriente de rayo (Q) es esencialmente la causa de la conversión de energía en la raíz del arco. La caída de tensión ánodo-o-cátodo ua, c tiene un valor de unas pocas decenas de volts. Una aproximación simplificada asume que toda la energía desarrollada en la raíz del arco es utilizada para la fusión. La ecuación (D.9) utiliza esta suposición pero conduce a un volumen sobreestimado de fusión W S u S a c C c u Q V − + = ⋅ ( ) , 1 γ θ θ (D.9) donde V es el volumen del metal fundido [m ] 3 ; ua, c es la caída de tensión ánodo-o-cátodo (supuesta como constante) [V]; Q es la carga de la corriente de descarga [C]; γ es la densidad del material [kg / m ] 3 ; CW es la capacidad térmica [J/ kgK]; θ S es la temperatura de fusión [°C]; θu es la temperatura ambiente [°C]; CS es el calor específico de fusión [J/ kg]. En la Tabla D.2 se indican los valores característicos de los parámetros físicos citados en esta ecuación, para diferentes materiales utilizados en un sistema de protección contra el rayo. Básicamente, la carga a considerar es la suma de la carga del impacto de retorno y la corriente de descarga subsiguiente. La experiencia en laboratorio revela que los efectos de la carga del impacto de

ASOCIACIÓN ELECTROTÉCNICA ARGENTINA INSTALACIONES DE PROTECCIÓN CONTRA LAS DESCARGAS ATMOSFÉRICAS AEA 92305-1 © Edición 2006 Página 56 retorno son de menor importancia cuando se los compara con los efectos de la corriente de descarga subsiguiente. D.4.2 Efectos mecánicos Los efectos mecánicos causados por la corriente de rayo dependen de la amplitud y la duración de la corriente, así también como de las características elásticas de la estructura mecánica afectada. Los efectos mecánicos también dependen de las fuerzas de fricción que aparecen entre las partes, eventualmente en contacto, con un sistema de protección contra rayos. D.4.2.1 Interacción magnética Aparecen fuerzas magnéticas entre dos conductores independientes recorridos por una corriente, o cuando habiendo un solo conductor, éste forma un ángulo recto o un lazo. Cuando una corriente circula a través de un circuito, la amplitud de las fuerzas electrodinámicas desarrolladas en varias posiciones del circuito, depende de la amplitud de la corriente de rayo y la configuración geométrica del circuito. El efecto mecánico de estas fuerzas, sin embargo, depende no sólo de su amplitud, también de la forma general de la corriente, duración, así también en la configuración geométrica de la instalación. D.4.2.1.1 Fuerzas electrodinámicas Las fuerzas electrodinámicas desarrolladas por una corriente i , circulando dentro de un conductor teniendo largas secciones paralelas de longitud l y distancia d (lazo largo y corto), como se muestra en la Figura D.1, pueden ser calculadas aproximadamente utilizando la siguiente ecuación: d l i t d l F t i t O ( ) 2 10 ( ) 2 ( ) 2 −7 2 = = ⋅ π μ (D.10) donde F(t) es la fuerza electrodinámica [N]; i es la corriente [A]; μ O es la permeabilidad magnética del espacio libre (vacío) [4 10 H / m] −7 π ; l es la longitud de los conductores [m]; d es la distancia entre las secciones paralelas rectas del conductor [m].

ASOCIACIÓN ELECTROTÉCNICA ARGENTINA INSTALACIONES DE PROTECCIÓN CONTRA LAS DESCARGAS ATMOSFÉRICAS AEA 92305-1 © Edición 2006 Página 57 d l i i o -i IEC 2078/05 Figura D.1 – Disposición general de dos conductores para el cálculo de las fuerzas electrodinámicas Un ejemplo típico de un sistema de protección contra el rayo se da mediante una disposición simétrica en forma de esquina de los conductores, formando un ángulo de 90°, con una abrazadera posicionada cerca de la esquina como se muestra en la Figura D.2. El diagrama del esfuerzo para esta configuración se muestra en la Figura D.3. La fuerza axial en el conductor horizontal tiende a empujar el conductor fuera de la abrazadera. El valor numérico de la fuerza a lo largo del conductor horizontal, considerando un valor pico de corriente de 100 kA y una longitud de un conductor vertical de 0,5 m , se muestra en la Figura D.4. IEC 2079/05 a l l Figura D.2 – Disposición típica del conductor en un sistema de protección contra las descargas

ASOCIACIÓN ELECTROTÉCNICA ARGENTINA INSTALACIONES DE PROTECCIÓN CONTRA LAS DESCARGAS ATMOSFÉRICAS AEA 92305-1 © Edición 2006 Página 58 IEC 2080/05 F F Figura D.3 – Diagrama del esfuerzo para la configuración de la Figura D.2 IEC 2081/05 F kN/m l m 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 80 0 10 20 30 40 50 60 70 Nota: Valor de la corriente pico de 100 kA y longitud del conductor 0,5 m. Figura D.4 – Fuerza por unidad de longitud a lo largo del conductor horizontal de la Figura D.2 D.4.2.1.2 Efectos de las fuerzas electrodinámicas En términos de amplitud de la fuerza aplicada, los valores instantáneos de las fuerzas electrodinámicas F(t) son proporcionales al cuadrado de la corriente instantánea 2 I(t) . En términos del esfuerzo desarrollado dentro de una estructura mecánica de un sistema de protección contra las descargas, expresado por el producto de la deformación elástica δ (t) y la constante elástica k de la estructura de un sistema de protección contra el rayo, se deben considerar dos efectos. La frecuencia mecánica natural (relacionado con el comportamiento elástico de la estructura del sistema de protección contra las descargas) y la deformación permanente de la estructura del sistema de protección contra las descargas (relacionado con su comportamiento plástico) son los parámetros más importantes. Por otra parte, en muchos casos el efecto de las fuerzas de fricción dentro de la estructura es también de significativa importancia.

ASOCIACIÓN ELECTROTÉCNICA ARGENTINA INSTALACIONES DE PROTECCIÓN CONTRA LAS DESCARGAS ATMOSFÉRICAS AEA 92305-1 © Edición 2006 Página 59 La amplitud de las vibraciones de una estructura elástica del sistema de protección contra el rayo, causada por una fuerza electrodinámica desarrollada por la corriente de descarga, puede ser evaluada mediante ecuaciones diferenciales de segundo orden; el factor clave es la relación entre la duración del impulso de corriente y el período de oscilación mecánica natural de la estructura del sistema de protección contra las descargas. La condición típica encontrada en las aplicaciones del sistema de protección contra el rayo consiste en períodos de oscilación natural de la estructura mucho mayores que el de la fuerza aplicada (duración del impulso de la corriente de descarga). En este caso el máximo esfuerzo mecánico ocurre después del cese del impulso de corriente y tiene un valor pico que permanece inferior al de la fuerza aplicada. En muchos casos, se puede despreciar el máximo esfuerzo mecánico. La deformación plástica ocurre cuando el esfuerzo extensible excede el límite elástico del material. Si el material que compone la estructura del sistema de protección contra las descargas es suave, por ejemplo aluminio o cobre recocido, las fuerzas electrodinámicas pueden deformar los conductores en esquinas y lazos. Los componentes del sistema de protección contra las descargas deberían por lo tanto ser diseñados para soportar estas fuerzas y para mostrar esencialmente un comportamiento elástico. El esfuerzo mecánico total aplicado a la estructura del sistema de protección contra las descargas depende de la integral en el tiempo de la fuerza aplicada y por lo tanto de la energía específica asociada con el impulso de corriente. Esto también depende de la forma de onda del impulso de corriente y de su duración (comparado con el período de oscilación natural de la estructura). Todos estos parámetros influyentes por lo tanto deben ser tomados en cuenta durante el ensayo. D.4.2.2 Daño debidos a la onda de choque acústica Cuando una corriente de descarga circula en un arco, se produce una onda de choque. La severidad del choque es en función del valor pico de la corriente y de la elevación de la corriente. En general, el daño debido a la onda de choque acústica es insignificante en las partes metálicas del sistema de protección contra las descargas, pero puede causar daño a los componentes de alrededor. D.4.2.3 Efectos combinados En la práctica, los efectos térmicos y mecánicos ocurren simultáneamente. Si el calentamiento del material de los componentes (barras, abrazaderas, etc.) es suficiente para ablandar el material, un daño mayor puede ocurrir. En casos extremos, el conductor puede fundirse y explotar y causar considerables daños a la estructura alrededor. Si la sección del metal es suficiente para maniobrar seguramente, solo necesita chequearse la integridad mecánica. D.4.3 Chispas En general, las chispas se vuelven importantes sólo en entornos inflamables: en la mayoría de los casos prácticos, las chispas no son importantes para los componentes de los sistemas de protección contra el rayo. Pueden ocurrir dos tipos diferentes de chispas, por ejemplo, chispas térmicas y chispas de tensión. La chispa térmica ocurre cuando una corriente muy elevada es forzada a cruzar una junta entre dos materiales conductores. La mayoría de las chispas térmicas ocurren cerca de los bordes dentro de una junta si la presión de interfase es demasiado baja; debido primeramente a la alta densidad de corriente y presión de interfase inadecuada. La intensidad de la chispa térmica está relacionada con la energía específica y por lo tanto, la fase más crítica de la descarga es el primer impacto de retorno. La chispa de tensión ocurre cuando la corriente es forzada a tomar caminos de contorno, por ejemplo, dentro de una

ASOCIACIÓN ELECTROTÉCNICA ARGENTINA INSTALACIONES DE PROTECCIÓN CONTRA LAS DESCARGAS ATMOSFÉRICAS AEA 92305-1 © Edición 2006 Página 60 junta, si la tensión inducida en cierto lazo excede la tensión disruptiva entre las partes metálicas. La tensión inducida es proporcional a la inductancia propia multiplicada por la pendiente de la corriente de rayo. El mayor componente crítico de descarga para la chispa de tensión es por lo tanto el impacto consecutivo negativo. D.5 Componentes del sistema de protección contra el rayo, problemas referentes y parámetros de ensayo Los sistemas de protección contra las descargas están hechos de varios componentes diferentes, cada uno tiene una función específica dentro del sistema. La naturaleza de los componentes y el esfuerzo específico al cual están sujetos, requiere consideraciones especiales en la elaboración de ensayos en laboratorio para comprobar su comportamiento. D.5.1 Elemento captor Los efectos de los esfuerzos sobre los elementos captores están relacionados a los efectos mecánicos y térmicos (como se examina en D.5.2, pero se observa que una alta proporción de la corriente de descarga circulará en el conductor del elemento captor -el cual es impactado-) y también en algunos casos efectos de erosión por arco, particularmente en los componentes naturales del sistema de protección contra las descargas tales como las coberturas finas de metal (donde puede ocurrir perforaciones o excesivas elevaciones de temperatura) y en conductores suspendidos. Para los efectos de erosión por arco, se deben considerar dos parámetros principales de ensayo: ej. la carga de la corriente de larga duración y su duración. La carga define la entrega de energía en la raíz del arco. En particular, los impactos de larga duración parecen ser los más severos para este efecto, mientras que los impactos de corta duración se pueden despreciar. La duración de la corriente tiene un rol importante en el fenómeno de transferencia de calor dentro del material. La duración de la corriente aplicada durante los ensayos debería ser comparable a esos de los impactos de larga duración (0,5 s a 1 s). D.5.2 Conductores de bajada Los efectos en los conductores de bajada causados por la descarga se pueden dividir en dos grandes categorías: - efectos térmicos debido al calentamiento resistivo; - efectos mecánicos relacionados con la interacción magnética, donde la corriente de descarga es compartida por conductores ubicados en la cercanía de otro o cuando la corriente cambia de dirección (curvas o conexiones entre conductores con un ángulo dado uno con respecto del otro). En muchos casos estos dos efectos actúan independientemente uno del otro y en los ensayos separados en laboratorio se puede verificar cada efecto. Esta aproximación se puede adoptar en todos los casos en los cuales el calentamiento desarrollado por la corriente de descarga que circula no modifica sustancialmente las características mecánicas. D.5.2.1 Calentamiento resistivo

ASOCIACIÓN ELECTROTÉCNICA ARGENTINA INSTALACIONES DE PROTECCIÓN CONTRA LAS DESCARGAS ATMOSFÉRICAS AEA 92305-1 © Edición 2006 Página 61 Los cálculos y las mediciones relativos al calentamiento de los conductores de diferentes secciones y materiales, debido a la corriente de descarga que circula a lo largo de un conductor, han sido publicados por varios autores. Los resultados principales en términos de diagramas y fórmulas son indicados en D.4.1.1. Por lo tanto no son necesarios ensayos en laboratorio, en general para comprobar el comportamiento de un conductor con respecto a la elevación de la temperatura. En todos los casos por los cuales se requiere un ensayo en laboratorio, se deben tener en cuenta las siguientes consideraciones. Los parámetros de ensayo principales a considerar en este caso son la energía específica y la duración del impulso de corriente. La energía específica define la elevación de la temperatura debido al calentamiento Joule causado por la circulación de la corriente de descarga. Los valores numéricos a considerar son aquellos referidos al primer impacto. Los datos conservativos son obtenidos considerando los impactos positivos. La duración del impulso de corriente tiene una influencia decisiva en el proceso de intercambio de calor con respecto a las condiciones ambientales en los alrededores del conductor considerado. En la mayoría de los casos la duración del impulso de corriente es tan corto, que el proceso de calentamiento se puede considerar adiabático. D.5.2.2 Efectos mecánicos Como se examinó en D.4.2.1, las interacciones mecánicas se desarrollan entre conductores que trasportan corriente de descarga. La fuerza es proporcional al producto de las corrientes circulando en los conductores (o al cuadrado de la corriente si se considera una simple curva del conductor) y está relacionado a la inversa de la distancia entre conductores. La situación típica por la cual un efecto visible puede ocurrir es cuando un conductor forma un lazo o un ángulo. Cuando tal conductor transporta la corriente de descarga, estará sujeto a una fuerza mecánica la cual tratará de extender el lazo o enderezar el ángulo y doblarlo hacia afuera. La magnitud de esta fuerza es proporcional al cuadrado de la amplitud de corriente. Debe hacerse una clara distinción, sin embargo, entre la fuerza electrodinámica, la cual es proporcional al cuadrado de la amplitud de corriente, y el esfuerzo correspondiente depende de las características elásticas de la estructura mecánica del sistema de protección contra el rayo. Para estructuras de sistemas de protección contra las descargas de relativas frecuencias naturales bajas, el esfuerzo desarrollado dentro de la estructura del sistema de protección contra el rayo será considerablemente menor que la fuerza electrodinámica. Es este caso, no se necesitan ensayos de laboratorio para comprobar el comportamiento mecánico de un conductor doblado en ángulo recto, si las secciones prescriptas en el presente documento son satisfechas. En todos los casos para los cuales se requiere un ensayo de laboratorio (especialmente para materiales suaves), se deben tener en cuentas las siguientes consideraciones. Se consideran tres parámetros del primer impacto de retorno: la duración, la energía específica del impulso de corriente y, en el caso de sistemas rígidos, la amplitud de corriente. La duración del impulso de corriente, comparado con el período de oscilación mecánica natural de la estructura del sistema de protección contra las descargas, predomina el tipo de respuesta mecánica del sistema en términos de desplazamiento: - si la duración del impulso es mucho menor que el período de oscilación natural de la estructura del sistema de protección contra el rayo (caso normal para esfuerzos en las estructuras del

ASOCIACIÓN ELECTROTÉCNICA ARGENTINA INSTALACIONES DE PROTECCIÓN CONTRA LAS DESCARGAS ATMOSFÉRICAS AEA 92305-1 © Edición 2006 Página 62 sistema de protección contra el rayo por impulsos de descarga), la masa y elasticidad lo previenen de ser desplazado apreciablemente y el esfuerzo mecánico relevante está esencialmente relacionado a la energía específica del impulso de corriente. El valor pico del impulso de corriente tiene un efecto limitado. - Si la duración del impulso es comparable con, o mayor, que el período de oscilación mecánica natural de la estructura, el desplazamiento del sistema es más sensitivo a la forma de onda del esfuerzo aplicado. En este caso, el valor pico del impulso de corriente y la energía específica necesitan ser reproducidos durante el ensayo. La energía específica del impulso de corriente define el esfuerzo causando deformaciones elásticas y plásticas de la estructura del sistema de protección contra el rayo. Los valores numéricos a considerar son aquellos referidos al primer impacto. Los valores máximos del impulso de corriente definen la longitud del máximo desplazamiento de la estructura del sistema de protección contra las descargas, en el caso de sistemas rígidos, que tienen altas frecuencias de oscilación natural. Los valores numéricos a considerar son aquellos referidos al primer impacto. D.5.3 Componentes de conexión Los componentes de conexión entre conductores adyacentes de un sistema de protección contra las descargas, son puntos posibles de debilidades mecánicas y térmicas donde ocurren esfuerzos muy altos. En el caso de un conductor situado de manera tal de hacer que el conductor siga un ángulo recto, los efectos principales de los esfuerzos están relacionados con las fuerzas mecánicas, las cuales tienden a enderezar el juego de conductores y las fuerzas de fricción resistentes entre la componente de conexión y los conductores tirando la conexión apartada. Es posible el desarrollo de los arcos en los puntos de contacto de las diferentes partes. Por otra parte, el efecto térmico causado por la concentración de corriente sobre pequeñas superficies de contacto tiene un efecto notable. Los ensayos en laboratorio han mostrado que es difícil separar cada efecto uno del otro porque una compleja sinergia toma lugar. El esfuerzo mecánico es afectado por fusión local en el área de contacto. Los desplazamientos relativos entre partes de los componentes de conexión promueve el desarrollo de arcos y consecuentemente la generación intensa de calor. En ausencia de un modelo válido, los ensayos en laboratorio deben ser conducidos de manera tal que representen tanto como sea posible los parámetros apropiados de la corriente de descarga en la situación más crítica: ej. los parámetros apropiados de la corriente de descarga deben ser aplicados por medio de un ensayo eléctrico único. Se deben considerar tres parámetros en este caso: el valor pico, la energía específica y la duración del impulso de corriente. Los valores máximos del impulso de corriente determinan la fuerza máxima, o, si y después de la fuerza de empuje electrodinámica excede la fuerza de fricción, la longitud del desplazamiento máximo de la estructura del sistema de protección contra el rayo. Los valores numéricos a considerar son aquellos referidos al primer impacto. Los datos conservativos son obtenidos teniendo en cuenta los impactos positivos.

ASOCIACIÓN ELECTROTÉCNICA ARGENTINA INSTALACIONES DE PROTECCIÓN CONTRA LAS DESCARGAS ATMOSFÉRICAS AEA 92305-1 © Edición 2006 Página 63 La duración de impulso de corriente determina el desplazamiento máximo de la estructura después que las fuerzas de fricción excedan y tengan un rol importante en el fenómeno de transferencia de calor dentro del material. D.5.4 Sistema de puesta a tierra Los problemas reales con los electrodos finales de tierra están relacionados con la corrosión química y los daños mecánicos causados por fuerzas, con excepción de las fuerzas electrodinámicas. En los casos prácticos, la erosión de los electrodos de tierra en la raíz del arco es de menor importancia. Esto es, por lo tanto, considerando que, contrario a los elementos captores un sistema de protección contra las descargas típico tiene varios elementos finales de tierra. La corriente de descarga se dividirá entre varios electrodos de tierra, así causan menos efectos importantes en la raíz del arco. En este caso se consideran dos parámetros de ensayo principales: la carga y la duración del impulso de corriente de larga duración. La carga determina la energía de entrada a la raíz del arco. En particular, la contribución del primer impacto que puede ser despreciada desde los impactos de larga duración, parece ser el más severo para este componente. La duración del impulso de corriente tiene un rol importante en el fenómeno de transferencia de calor dentro del material. La duración de los impulsos de corriente aplicados durante los ensayos debe ser comparable a aquellos impactos de larga duración. (0,5 s a 1 s). D.6 Dispositivos de Protección contra Sobretensiones (DPS) Los efectos del esfuerzo en un DPS causados por la descarga dependen del tipo de dispositivo considerado, con particular referencia a la presencia o ausencia de un explosor. D.6.1 DPS que contienen explosores Los efectos en los explosores causados por la descarga se pueden dividir en dos grandes categorías: - La erosión de los electrodos del explosor por calentamiento, fusión y vaporización del material; - el esfuerzo mecánico causado por la onda de choque de la descarga Es extremamente difícil investigar estos efectos separadamente, porque ambos están relacionados con los principales parámetros de la corriente de descarga mediante complejas relaciones. Para explosores de chispas, los ensayos de laboratorio deben ser conducidos de manera tal que presenten tan cerca como sea posible los parámetros apropiados de la corriente de descarga debiendo aplicarse por medio de un esfuerzo eléctrico único. Cinco parámetros deben ser considerados en este caso: el valor mínimo, la carga, la duración, la energía específica y la relación de elevación del impulso de corriente. El valor de la corriente pico determina la severidad de la forma de onda. Los valores numéricos a considerar son aquellos referidos al primer impacto. Los datos conservativos son obtenidos considerando los impactos positivos. La carga determina la energía de entrada en el arco. La energía en el arco calentará, fundirá y posiblemente vaporizará parte del material electrodo en el punto de contacto del arco. Los valores numé-

ASOCIACIÓN ELECTROTÉCNICA ARGENTINA INSTALACIONES DE PROTECCIÓN CONTRA LAS DESCARGAS ATMOSFÉRICAS AEA 92305-1 © Edición 2006 Página 64 ricos a considerar son aquellos referidos al rayo de descarga entero. Por lo tanto, la carga de la corriente de larga duración puede ser despreciada en varios casos, dependiendo de la configuración del sistema de alimentación (TN, TT o IT). La duración del impulso de corriente determina el fenómeno de transferencia de calor dentro de la masa del electrodo y la propagación resultante del frente de fusión. La energía específica del impulso de corriente determina la compresión automagnética del arco y la física de los chorros de plasma desarrollados en la interfase entre la superficie del electrodo y el arco (el cual puede extraer una carga significante de material fundido). Los valores numéricos a considerar son aquellos referidos al primer impacto. Los datos conservativos se obtienen considerando los impactos positivos. Nota: Para explosores utilizados en sistemas de alimentación, la frecuencia eventual de la corriente subsiguiente constituye un importante factor de esfuerzo, el cual debe ser tomado en cuenta. D.6.2 DPS conteniendo varistores de óxido metálico El esfuerzo en los varistores de óxido metálico causado por la descarga se pueden dividir en dos grandes categorías: sobrecarga y descarga disruptiva. Cada categoría se caracteriza por los modos de falla generados por diferentes fenómenos y determinado por diferentes parámetros. La falla en un DPS de óxido metálico está relacionada con sus características más débiles y por lo tanto es inverosímil que la sinergia entre los diferentes esfuerzos fatales pueda ocurrir. Aparece entonces, como aceptable, llevar a cabo los ensayos separados para comprobar el comportamiento bajo el modo de condición de cada falla. Las sobrecargas son causadas por una cantidad de energía absorbida que excede las capacidades del dispositivo. La energía excesiva considerada acá está relacionada al esfuerzo de la corriente en sí mismo. Sin embargo, para DPS instalados en sistemas de alimentación, la corriente subsiguiente inyectada en el dispositivo por la fuente de potencia, inmediatamente después del cese de la corriente de descarga que circula, puede jugar también un rol importante en la destrucción del dispositivo. Finalmente, un DPS puede ser dañado definitivamente por la inestabilidad térmica bajo la tensión aplicada, relacionado al coeficiente de temperatura negativo de las características volt-amper de los resistores. Para la simulación de sobrecargas de varistores metal-óxido, se debe considerar un parámetro principal: la carga. La carga determina la energía de entrada al bloque de resistores de metal-óxido, considerando como una constante la tensión residual del bloque de resistores de metal-óxido. Los valores numéricos a considerar son aquellos relativos al rayo de la descarga. Las descargas disruptivas y la destrucción son causadas por la amplitud de los impulsos de corriente que exceden las capacidades de los resistores. El modo de falla es generalmente una prueba de la descarga disruptiva a lo largo del cuello, a veces entrando dentro del bloque resistor causando una rotura o un agujero perpendicular al cuello. La falla está principalmente relacionada con un colapso dieléctrico del cuello del bloque resistor. Para la simulación de este fenómeno de descarga, se deben considerar dos parámetros: el valor máximo y la duración del impulso de corriente. El valor máximo del impulso de corriente determina, a través del nivel correspondiente de tensión residual, si el esfuerzo dieléctrico máximo en el cuello del resistor es excedido. Los valores numéricos a considerar son aquellos referidos al primer impacto. Los datos conservativos son obtenidos considerando los impactos positivos.

ASOCIACIÓN ELECTROTÉCNICA ARGENTINA INSTALACIONES DE PROTECCIÓN CONTRA LAS DESCARGAS ATMOSFÉRICAS AEA 92305-1 © Edición 2006 Página 65 La duración del impulso de corriente determina la duración de la aplicación del esfuerzo dieléctrico en el cuello del resistor. D.7 Síntesis de los parámetros de ensayo, a ser adoptados en ensayos de los componentes del sistema de protección contra el rayo La Tabla D.1 sintetiza los aspectos más críticos de cada componente del sistema de protección contra las descargas, durante el comportamiento de su función y da los parámetros de la corriente de descarga para reproducir en los ensayos de laboratorio. Los valores numéricos dados en la Tabla D.1 están referidos a los parámetros de la descarga de importancia en el punto de impacto. Los valores de ensayo serán calculados considerando el reparto de corriente el cual se puede expresar mediante el factor de reparto de corriente, como se expresa en la cláusula D.3.

ASOCIACIÓN ELECTROTÉCNICA ARGENTINA INSTALACIONES DE PROTECCIÓN CONTRA LAS DESCARGAS ATMOSFÉRICAS AEA 92305-1 © Edición 2006 Página 66 Anexo E (Informativo) Ondas de choque debidas al rayo en diferentes puntos de la instalación Descripción Para el dimensionamiento de los conductores, DPS y aparatos, se debe determinar la amenaza debido a las ondas de choque en un punto particular de la instalación de estos componentes. Las ondas de choque pueden surgir de las corrientes de descargas (parciales) y de los efectos de inducción dentro de los lazos de la instalación. La amenaza debido a estas ondas de choque deben ser menores que los niveles tolerables de los componentes utilizados (definido mediante ensayos adecuados como sea necesario). E.1 Ondas de choque debidas a los rayos a la estructura (fuente de daño S1) E.1.1 Ondas de choque circulando a través de partes conductoras externas y líneas conectadas a la estructura Cuando se conduce a tierra, la corriente de descarga es dividida entre el sistema de puesta a tierra, las partes conductoras externas y las líneas, directamente o vía DPS conectados a ellos. Si I k I f = e (E.1) es la parte de la corriente de descarga relacionada a cada parte conductora externa o línea, entonces e k depende de: - el número de caminos en paralelo; - su impedancia convencional a tierra para partes enterradas, o su resistencia de tierra, para las partes aéreas conectadas a las enterradas y para partes aéreas solamente; - la impedancia convencional de tierra del sistema de puesta a tierra. * para instalaciones enterradas ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ + + = 2 1 1 1 2 Z Z Z Z n n Z ke (E.2) * para instalaciones aéreas ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ + + = 1 2 2 2 1 Z Z Z Z n n Z ke (E.3) donde Z es la impedancia convencional a tierra del sistema de puesta a tierra; Z1 es la impedancia convencional a tierra de las partes externas o líneas (Tabla E.1) yendo subterráneamente; Z2 es la resistencia convencional de tierra de los elementos conductores aéreos. Si se conoce la resistencia a tierra del punto a tierra, puede ser utilizado el valor de Z1 que se muestra en la Tabla E.1 (cuando la resistividad está relacionada al punto de tierra).

ASOCIACIÓN ELECTROTÉCNICA ARGENTINA INSTALACIONES DE PROTECCIÓN CONTRA LAS DESCARGAS ATMOSFÉRICAS AEA 92305-1 © Edición 2006 Página 67 Nota: Este valor se adopta en la fórmula de arriba a ser igual en cada punto. Si éste no es el caso, se necesitan utilizar ecuaciones más complejas. 1 n es el número total de partes externas o líneas enterradas; 2 n es el número total de partes externas o líneas aéreas; I es la corriente de descarga correspondiente a la clase del sistema de protección contra el rayo elegida. Suponiendo como primera aproximación que una mitad de la corriente de descarga circula en el sistema de puesta a tierra y que Z2 = Z1 , el valor de e k puede ser evaluado para una parte conductora externa o línea mediante: ( ) 1 2 ke =0,5/ n + n (E.4) Si las líneas entrantes (ej. líneas eléctricas y de telecomunicación) están sin blindaje o no encamisadas con conductores metálicos, cada uno de los conductores ' n de la línea transporta una parte de la corriente de descarga igual a: ' ' k e =ke / n (E.5) siendo ' n el número total de conductores. Para redes apantalladas, unidas a tierra en el punto de ingreso, los valores de corriente k e ' para cada conductor ' n de un servicio apantallado son dados por: ( ) e S S C k e = k R n R + R ' ' / (E.6) con RS resistencia óhmica por unidad de longitud de la pantalla; RC resistencia óhmica por unidad de longitud del conductor interno. Nota 3: Esta fórmula puede subestimar el rol de la pantalla en diversas corrientes de descarga debido a la inductancia mutua entre base y protector.

ASOCIACIÓN ELECTROTÉCNICA ARGENTINA INSTALACIONES DE PROTECCIÓN CONTRA LAS DESCARGAS ATMOSFÉRICAS AEA 92305-1 © Edición 2006 Página 68 Tabla E.1 – Valores convencionales de impedancia a tierra Z y Z1 conforme a la resistividad del suelo Impedancia convencional a tierra referida a la clase del sistema de protección contra el rayo Z [Ω] ρ [Ωm] Z1 [Ω] I II III-IV ≤ 100 200 500 1000 2000 3000 8 11 16 22 28 35 4 6 10 10 10 10 4 6 10 15 15 15 4 6 10 20 40 60 Nota: Los valores dados en esta tabla se refieren a la impedancia convencional de tierra de un conductor enterrado bajo condición de impulso (10/350 μs ). E.1.2 Factores que influyen en el reparto de la corriente de descarga en sistemas de alimentación Para cálculos detallados varios factores pueden influir en la amplitud y la forma de onda de tales fuentes: • la longitud del cable puede influir en las características de la parte y la forma de onda de la corriente debido a la relación L / R ; • las diversas impedancias de los conductores neutro y fase pueden influir en la corriente repartida a lo largo de los conductores de línea; Nota: Por ejemplo, si el conductor neutro (N) tiene múltiples tierras, la impedancia más baja de N comparado con L1 , L2 y L3 puede resultar en 50 % de la corriente que circula a través del conductor N con el resto del 50 % estando compartido por otras 3 líneas (17 % cada una). Si N , L1 y L2 tienen la misma impedancia, cada conductor puede llevar aproximadamente el 25% de la corriente. • diferentes impedancias de los transformadores pueden influir en el reparto de la corriente (este efecto se desprecia si el transformador está protegido por un DPS que puentee esta impedancia); • la relación entre las resistencias convencionales de tierra del transformador y los ítems en el lado de carga pueden influir en el reparto de la corriente (cuanto menor sea la impedancia del transformador, la mayor será la corriente que circula dentro del sistema de baja tensión); • consumos paralelos causan una reducción de la impedancia efectiva del sistema de baja tensión, el cual puede incrementar la corriente parcial de descarga que circula dentro de este sistema E.2 Ondas de choque debidas a los impactos sobre los servicios conectados a la estructura E.2.1 Ondas de choque debidas a los impactos sobre los servicios (fuente de daño S3) Para los impactos directos sobre los servicios conectados a la estructura, se debe tomar en cuenta el reparto de la corriente de descarga en ambas direcciones del servicio y la perforación de la aislación.

ASOCIACIÓN ELECTROTÉCNICA ARGENTINA INSTALACIONES DE PROTECCIÓN CONTRA LAS DESCARGAS ATMOSFÉRICAS AEA 92305-1 © Edición 2006 Página 69 La elección del valor de imp I puede estar basado en los valores dados en la Tabla E.2, donde los valores preferentes de imp I están asociados con los niveles de protección de las descargas. Tabla E.2 – Sobrecorrientes esperadas debidas a ondas de choque por rayos Sistemas de baja tensión Líneas de telecomunicación Rayo al servicio Rayo cercano a la estructura Cercano o en la estructura Rayo al servicio Rayo cercano a la estructura Cercano o en la estructura Niveles de protección contra las descargas Fuente de daño S3 (rayo directo) Forma de onda: 10/350 μs [kA] Fuente de daño S4 (rayo indirecto) Forma de onda: 8/20 μs [kA] Fuente de daño S1 o S2 (sólo corriente inducida para S1) Forma de onda: 8/20 μs [kA] Fuente de daño S3 (rayo directo) Forma de onda: 10/350 μs [kA] Fuente de daño S4 (rayo indirecto) Medida: 5/300 μs Estimada: 8/20 μs [kA] Fuente de daño S2 (corriente inducida) Forma de onda: 8/20 μs [kA] III-IV 5 2,5 0,1 1 0,01 (0,05) 0,05 I-II 10 5 0,2 2 0,02 (0,1) 0,1 Para líneas protegidas, los valores de sobrecorrientes dados en la Tabla E.2 pueden ser reducidos mediante un factor de 0,5. Nota: Se supone que la resistencia de la pantalla es aproximadamente igual a la resistencia de todos los conductores en servicio en paralelo. E.2.2 Ondas de choque debidas a rayos cercanos al servicio (fuente de daño S4) Las ondas de choque de rayos cercanos a los servicios tienen energías inferiores que aquellas asociados con los rayos al servicio (fuente de daño S3). Las sobrecorrientes esperadas, asociadas con un nivel de protección contra las descargas específico (LPL) están dadas en la Tabla E.2. Para líneas apantalladas los valores de sobrecorrientes dados en la Tabla E.2 pueden ser reducidos mediante un factor de 0,5. E.3 Ondas de choque debidas a los efectos de inducción (fuente de daño S1 o S2) Ondas de choque debidas a los efectos de inducción de los campos magnéticos, generadas por impactos próximos (fuente S2) o desde una corriente de rayo que circula en el SPR externo o el blindaje espacial de LPZ 1 (fuente S1) tienen una forma de onda de corriente típica de 8/ 20μs. Tales ondas de choque son consideradas cerca o en el terminal del aparato dentro de LPZ 1 y en el límite de LPZ 1/2. E.3.1 Ondas de choque dentro de un LPZ 1 no blindado Dentro de un LPZ 1 no blindado (ej. protegido solo por un SPR externo de acuerdo con AEA 92305-3 con apertura de malla mayor que 5 m) se esperan ondas de choque relativamente altas debido a los efectos de inducción del campo magnético no amortiguado. Las sobrecorrientes esperadas, asociadas con un nivel de protección contra las descargas específico (LPL) están dadas en la Tabla E.2.

ASOCIACIÓN ELECTROTÉCNICA ARGENTINA INSTALACIONES DE PROTECCIÓN CONTRA LAS DESCARGAS ATMOSFÉRICAS AEA 92305-1 © Edición 2006 Página 70 E.3.2 Ondas de choque dentro de LPZ blindados Dentro de un LPZ con blindaje espacial efectivo (requiriendo apertura de malla por debajo de los 5m de acuerdo al Anexo A de AEA 92305-4), la generación de ondas de choque debidas a los efectos de inducción del campo magnético es fuertemente reducido. En tales casos las ondas de choque son inferiores que aquellas dadas en E.3.1. Dentro de LPZ 1 los efectos de inducción son inferiores debido al efecto amortiguador de su blindaje espacial. Dentro de LPZ 2 las ondas de choque son considerablemente reducidas debido al efecto cascada de los blindajes espaciales de LPZ 1 y LPZ 2. E.4 Información general relativa a los DPS El uso de DPS depende de su capacidad de resistir ondas de choque, siendo clasificados en IEC 61643-1 para potencia y en IEC 61643-21 para sistemas de telecomunicación. Los DPS a ser utilizados según la instalación son los siguientes: a) En la línea de entrada a la estructura (en el límite de LPZ 1, ej. en el tablero principal de distribución MB); • DPS ensayados con imp I (forma de onda típica 10/350, ej. DPS ensayado de acuerdo a la Clase I); • DPS ensayados con n I (forma de onda típica 8/20, ej. DPS ensayado de acuerdo a la Clase II). b) Cerca de los aparatos a proteger (en el límite de LPZ 2 y superior, ej. en el tablero seccional de distribución SB, o al tomacorriente SA): • DPS ensayados con n I (forma de onda típica 8/20, ej. DPS ensayado de acuerdo a la Clase II); • DPS ensayados con una onda combinada (forma de onda de corriente típica 8/20, ej. DPS ensayado de acuerdo a la Clase III).