UNIVERSIDAD DON BOSCO FACULTAD DE INGENIERIA DISEÑO DEL SISTEMA DE DISTRIBUCION ELECTRICA PRIMARIA Y SECUNDARIA DEL HOSPITAL NACIONAL ROSALES TRABAJO DE GRADUACION PARA OPTAR AL TITULO DE INGENIERO ELECTRICISTA PRESENTADO POR: JORGE ERNESTO PEREZ REYES ALDO RODRIGO MANZANARES FEBRERO - 2003 SOYAPANGO EL SALVADOR CENTROAMERICA UNIVERSIDAD DON BOSCO RECTOR ING. FEDERICO MIGUEL HUGUET RIVERA SECRETARIO GENERAL LIC. MARIO RAFAEL OLMOS DECANO DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA ING. CARLOS GUILLERMO BRAN ASESOR DEL TRABAJO DE GRADUACIÓN ING. WILFREDO ANTONIO DE JESÚS MELARA PINEDA JURADO EVALUADOR ING. MANUEL FERNÁNDEZ MARENCO ING. CARLOS ALEXANDER LOPEZ BARILLAS UNIVERSIDAD DON BOSCO FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA JURADO EVALUADOR DEL TRABAJO DE GRADUACIÓN “ DISEÑO DEL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN ELECTRICA PRIMARIA Y SECUNDARIA DEL HOSPITAL NACIONAL ROSALES“ ING. MANUEL F. MARENCO ING. CARLOS A. LOPEZ JURADO JURADO ING. WILFREDO A. MELARA ASESOR AGRADECIMIENTO A Dios Todopoderoso, por su fidelidad y por darme fortaleza y sabiduría que me ayudaron a finalizar a buen término éste trabajo de Tesis y al mismo tiempo mis estudios universitarios. A mis padres Jorge Alberto y Rosa Amalia y hermanos Wilson y Nancy, que me apoyaron en todo momento en el transcurso de mi carrera. A Lizeth Jiménez, por brindarme su compañía, apoyo y paciencia incondicionales para seguir siempre adelante. A mi compañero Aldo Manzanares, por compartir su amistad y ayuda. A nuestro asesor Ing. Wilfredo Melara, por compartir sus conocimientos. Al personal de mantenimiento del Hospital Rosales. A todas las demás personas que de alguna forma nos ayudaron en la realización de éste trabajo. Jorge Ernesto Pérez Reyes AGRADECIMIENTO Agradezco al Señor Jesús y su Santa Madre la Virgen Maria por haber podido culminar mi carrera con dicha y buena salud. A mis padres José y Maria que estuvieron conmigo en todo momento, apoyándome hasta el cansancio para que pudiéramos disfrutar este éxito. A mi hermano Francisco por todo su apoyo logístico en el que ha colaborado y ese apoyo incondicional con el que he contado en la carrera. Un agradecimiento muy especial para Ana Cristina que ha sido mi compañera en este camino; a ella le consta los sacrificios y esfuerzos que esta carrera ha exigido de mi parte, gracias por tu confianza y comprensión así como también por ser el hombro donde he podido apoyarme muchas veces. Y por ultimo a mis amig@s que se han preocupado en todo momento por la culminación de la carrera y de cierta forma han impulsado mi realización profesional. Muchas bendiciones a todos ustedes Aldo Manzanares I INTRODUCCION El Hospital Nacional Rosales, con aproximadamente 100 años de funcionamiento, presenta deficiencias muy marcadas en cuanto a la eficiencia, confiabilidad y seguridad de sus instalaciones eléctricas, debido a diferentes factores que a través de los años han ido en aumento. En este trabajo se pretende mostrar, la situación actual de las instalaciones, así como presentar una propuesta del diseño de una nueva instalación eléctrica, que cumpla con los requerimientos mínimos fundamentados en normas internacionales, para proporcionar un servicio eléctrico que sea confiable y seguro a las instalaciones y equipos eléctricos instalados en el hospital, así como también a las personas que laboran o hacen uso de sus instalaciones. En el Capítulo I se describen los conceptos básicos teóricos, así como los requerimientos de diseño del sistema de distribución eléctrica en alta y baja tensión en hospitales. Se analizan los principales componentes, configuraciones y características de una subestación eléctrica. Algunos de estos elementos son: Transformadores, Dispositivos de Protección, Dispositivos de Transferencia, Fuentes de Energía Alternativa, Red de Tierra, Distancias de seguridad en subestaciones. En el Capítulo II se presenta el diagnóstico de la red eléctrica del hospital, mostrando los resultados y análisis de las mediciones eléctricas de campo realizadas en las principales subestaciones del hospital, así como también los gráficos comparativos de cada uno de los parámetros medidos. Además, se presenta la demanda eléctrica medida por la Compañía Eléctrica de San Salvador (CAESS). En el Capítulo III se presentan las especificaciones técnicas de construcción de la nueva red eléctrica propuesta a 23 kV, describiendo los alcances de la obra, calidades de los materiales, métodos de instalación y normas técnicas aplicables. II En el Capítulo IV se presentan todos los cálculos realizados para el diseño de la nueva red eléctrica de alta y baja tensión, incluyendo subestaciones, protecciones, equipos de rayos X, etc. En el Capítulo V, se presenta la inversión requerida para realizar la construcción de la obra, describiendo en forma general el costo de los equipos, accesorios y mano de obra. III IMPORTANCIA Y JUSTIFICACION DEL TEMA. Las instalaciones eléctricas del Hospital Rosales se encuentran en gran parte, muy deterioradas y han experimentado un crecimiento sumamente desordenado por lo que podemos notar, por ejemplo, subestaciones muy antiguas que probablemente ha terminado su vida útil; subestaciones sobrecargadas, subutilizadas, mal protegidas, mal localizadas; cables de media y baja tensión en mal estado; caídas de potencial fuera de norma; falta de planos eléctricos actualizados, etc. Uno de los mayores problemas que causa ésta situación, es la caída de tensión en la red eléctrica interna del hospital, lo cual se ve reflejado en el aumento del consumo, así como la visible inseguridad a pacientes, personal médico y paramédico del hospital. Por otra parte, la tensión primaria que actualmente es de 4.16 kV en la mayor parte del hospital, tiende a desaparecer en El Salvador, por lo que se debe rediseñar la red eléctrica a tensión de servicio primaria de 23 kV. Un hospital debe proporcionar un servicio de calidad y seguridad a toda la población que hace uso de sus servicios. Para lograr este objetivo, es indispensable realizar un ordenamiento de la red eléctrica de alta tensión y baja tensión, y sustituir los equipos eléctricos en mal estado, para garantizar un servicio que sea continuo, eficiente, seguro y económico. La importancia del presente trabajo se fundamenta en los grandes beneficios con los que contaría el Hospital Rosales (eficiencia, seguridad, control de factura, etc.) al poseer instalaciones eléctricas adecuadas en base al cumplimiento de normas internacionales (ANSI, IEC), actualización del nivel de Tensión Primaria y las necesidades de crecimiento, ya que se tendría la capacidad de proporcionar más y mejores servicios, a un menor costo y con mayor seguridad para los pacientes y empleados del hospital. IV OBJETIVO GENERAL Diseñar una red eléctrica primaria aérea a 23 KV y una red eléctrica secundaria a 120/208 V, para obtener mayor eficiencia, seguridad y economía, cumpliendo con las respectivas normas y estándares eléctricos, hospitalarios, nacionales e internacionales. V OBJETIVOS ESPECIFICOS  Diagnóstico de la red eléctrica actual.  Planificar el sistema de manejo de la energía eléctrica de forma eficiente y contínua de las diferentes áreas del hospital comprendidas en este proyecto, por medio de una nueva red eléctrica primaria y secundaria.  Potenciar ahorro económico y energético en el consumo de electricidad.  Corregir el factor de potencia.  Que el nuevo diseño cumpla con las normas eléctricas de seguridad existentes para hospitales.  Homogenizar la red eléctrica primaria a 23 kV.  Elevar la seguridad del sistema eléctrico de tal forma que se asegure la continuidad de la energía en las áreas críticas y se minimizen los riesgos a recibir descargas eléctricas al personal médico y pacientes.  Volver al sistema eléctrico más flexible para absorción planificada de mas cargas a futuro.  Estimar la inversión requerida para la implementación del nuevo diseño.  Elaborar planos eléctricos de las instalaciones actuales y del nuevo diseño. VI ALCANCES  Las diferentes áreas del Hospital Rosales que incluye el presente proyecto, para fines de diseño de la red eléctrica, son las siguientes: 1. Consultorios 2. Colecturía 3. Laboratorio Clínico 4. Consulta Externa 5. Dpto. de Radiología 6. Sala de Cirugía 7. Archivo de Placas 8. Fábrica de sueros 9. Area de mantenimiento 10. Banco de sangre 11. Bodega 12. Capilla 13. Guardería 14. Oficinas Administrativas 15. Dormitorios de residentes 16. Unidad de Terapia 17. Unidad de encamados de hombres 18. Unidad de encamados de mujeres  Las áreas que no están comprendidas en el presente proyecto son las siguientes: 1. Unidad de Emergencias  El diseño de la red eléctrica incluye: Subestaciones, Tableros Principales y Subtableros. No se incluyen los circuitos derivados correspondientes, pero éstos serán tomados en cuenta en el censo de carga por lo que se identificarán las características eléctricas de las cargas más importantes. VII  Los equipos de distribución eléctrica de 4.16 kV que se encuentran en funcionamiento actualmente, no serán utilizados en el nuevo diseño. Se analizará la reutilización de los equipos de 23 kV que se encuentran ya instalados.  Diseño del diagrama unifilar de la nueva red primaria a 23 KV.  Se definirá la localización y dimensionamiento de las plantas eléctricas de emergencia. Asimismo se analizará la reutilización de las Plantas Eléctricas de Emergencia que actualmente se encuentran en funcionamiento.  Se elaborarán planos eléctricos de la red existente y la red propuesta en nuestro proyecto, en base a normas y simbología internacionales.  Se realizará un estudio (censo) de carga por tableros principales y subtableros, tomando en consideración los siguientes parámetros: corrientes de fase, Potencia, factor de potencia y voltaje. También si es necesario, se tomará en cuenta el estudio de algunas cargas críticas.  Se elaborará un presupuesto para la ejecución del proyecto, tomando en consideración los precios actuales en el mercado.  No se realizará el diseño civil ni se llevará a cabo la implementación física del proyecto.  Se realizará el diseño de la red interconectada a tierra de la subestación.  Las normas eléctricas a utilizar son: Normas Internacionales: ANSI e IEC. VIII LIMITACIONES  Diseño del sistema eléctrico primario a 23 kV, predeterminado por la compañía distribuidora.  Se evaluará la tecnología alcanzable en nuestros medios y con los precios actuales del mercado exclusivamente.  El diseño de la red primaria aérea se acomodará a la ubicación física de los inmuebles ya existentes. Por otra parte, la red secundaria a 120/208V se diseñará de manera que los cambios no desplacen la alimentación directa de los equipos u otras cargas ya instaladas.  No se cuenta con planos eléctricos, manuales, o estudios realizados con anterioridad, por lo tanto, los cálculos estarán sujetos a la información recolectada en el campo y a tendencias de crecimiento de cargas.  Alto costo de información actualizada (libros, manuales, normas, software, etc.)  Tiempo de ejecución del trabajo de graduación limitado por la universidad. IX SITUACION ACTUAL El Hospital Nacional Rosales cuenta con una red eléctrica deficiente, tanto en servicio primario como también en secundario. El hospital posee 5 puntos de entrega de energía en alta tensión, uno de ellos a 23 kV y los restantes a 4.16 kV. Existen 13 puntos de transformación en total. Algunos de éstos puntos de transformación, se encuentran en estado sumamente crítico y en peligro de colapsar, debido a que se encuentran sobrecargados. Por otro parte, existen algunos transformadores que están siendo subutilizados como es el caso de la subestación No.4, la cual solo alimenta el cuarto de radiología y al árbol navideño cuando éste es utilizado. Por los estudios que se han registrado hasta el momento, se puede observar también que en dos de las subestaciones se están teniendo muy bajos factores de potencia, así por ejemplo, en la subestación No.10 que alimenta el edificio de medicina nuclear, se tuvo un F.P. en el mes de agosto, 2001 de 41.10% provocando una multa de $ 658.33, una cantidad inadmisible para la institución. Existen transformadores que no están siendo utilizados (probablemente algunos de ellos se encuentran en buen estado), lo que provoca un total abandono en las subestaciones dentro de las cuales se pueden encontrar hasta 5 transformadores, pero solo uno de ellos conectado. Por otra parte, el Hospital se encuentra arrendando a la Compañía varios transformadores, lo cual provoca un cobro por alquiler de $110/mes aproximadamente, si ésta cantidad la multiplicamos por 12 meses (un año) podemos asegurar que su alquiler no es rentable a la institución. El área física donde se encuentran ubicadas éstas subestaciones, se encuentran en la mayoría de los casos en condiciones deplorables, por no tener una localización, construcción ó mantenimiento adecuado. La mayoría de las subestaciones que son de tipo intemperie se encuentran deterioradas, las cuales podrían ocasionar en su momento interrupción del servicio o desgracias personales. Se pueden encontrar por ejemplo, subestaciones sin la adecuada protección, que podría poner en peligro a cualquier persona; las puertas de acceso, en la mayoría de X los casos, se encuentran abiertas o sin ningún tipo de seguro, con una densa vegetación alrededor y sin la adecuada señalización de prevención. Con relación al sistema eléctrico secundario, podemos mencionar que muchos de los alimentadores se encuentran con aislamientos deteriorados por el tiempo y en algunos casos la corriente que por ellos fluye se encuentra a su máxima capacidad, resultando en un permanente riesgo de accidentes de origen eléctrico. Se tienen conocimientos de fluctuaciones y caídas de potencial severos, en especial con cargas a mucha distancia de los puntos de transformación, lo cual podría provocar daños en equipos electrónicos de alta tecnología. PAGINA INTRODUCCION I IMPORTANCIA Y JUSTIFICACION DEL TEMA III OBJETIVO GENERAL IV OBJETIVOS ESPECIFICOS V ALCANCES VI LIMITACIONES VIII SITUACION ACTUAL IX CAPITULO I INTRODUCCION AL DISEÑO DE INSTALACIONES ELECTRICAS 1 1. 1 1.1 CARACTERISTICAS GENERALES DEL SISTEMA ELECTRICO 1 1.2 3 1.2.1 4 1.2.1.1 5 1.2.1.2 CONFIGURACION FUERA DE LINEA (OFF-LINE) 6 1.2.1.3 7 1.3 7 1.3.1 9 1.3.2 TRANSFORMADORES 9 1.3.2.1 9 1.3.2.2 10 1.3.2.3 CAPACIDAD 10 1.3.3 DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN. 11 1.3.3.1 12 1.3.3.2 15 1.3.3.2.1 16 1.3.3.3 COORDINACION DE PROTECCIONES POR FUSIBLE. 24 1.3.4 24 1.3.4.1 TABLEROS DE ALUMBRADO Y CONTACTOS 25 1.3.5 CONDUCTORES 26 1.3.5.1 27 1.3.5.2 28 1.3.5.3 28 1.3.5.4 DIMENSIONAMIENTO DE CONDUCTORES 29 1.3.6 SISTEMA DE EMERGENCIA 31 1.3.6.1 PLANTA ELECTRICA DE EMERGENCIA 31 1.3.6.2 GENERADOR 32 1.3.6.3 AISLAMIENTO DE LA VIBRACION 34 1.3.6.4 SISTEMA DE ESCAPE DE GASES 34 FUENTES DE ENERGIA ELECTRICA SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN ELECTRICA PARA INSTALACIONES HOSPITALARIAS CONFIGURACION LINEA INTERACTIVA (LINE- INTERACTIVE) EQUIPOS ELÉCTRICOS QUE COMPONEN UNA SUBESTACION. SUBESTACION DE DISTRIBUCIÓN ELECTRICA TIPO DE CONEXION CONFIGURACION EN LINEA (ON-LINE) SISTEMA DE ALIMENTACIÓN ININTERRUMPIDA (SAI - UPS) CARACTERÍSTICAS DE LOS CONDUCTORES CONDUCTORES DE MEDIA TENSION NIVELES DE VOLTAJE SOBRECORRIENTES EN LOS SISTEMAS ELECTRICOS DE ALTA Y BAJA TENSION. SOBRETENSIONES EN LOS SISTEMAS ELECTRICOS. INTERRUPTORES Y CORTACIRCUITOS DE FUSIBLE. INDICE TABLEROS Y SUBTABLEROS CONDUCTORES DE BAJA TENSION 1.3.6.5 SUMINISTRO DE VENTILACION 34 1.3.6.6 ENFRIAMIENTO 35 1.3.6.7 TEMPERATURA 36 1.3.6.8 SISTEMA DE ARRANQUE 36 1.3.6.9 COBERNADOR O REGULADOR 36 1.3.6.10 SISTEMA DE COMBUSTIBLE 37 1.3.6.11 BATERIA 38 1.3.6.12 ESPACIO DE TRABAJO O CUARTOS 38 1.3.6.13 39 1.3.6.14 SISTEMA DE EQUIPOS 41 1.3.6.15 OPERACIÓN DEL SISTEMA DE EMERGENCIA 43 1.4 RED DE TIERRA 44 1.4.1 45 1.4.2 SISTEMA DE TIERRA EN SUBESTACIONES 47 1.4.3 DISPOSICION FISICA DE LA RED DE TIERRA 48 1.4.4 PUESTA A TIERRA DE PARTES NO CONDUCTORAS 49 1.4.5 50 1.5 TIPO DE CONFIGURACIÓN DEL SISTEMA ELECTRICO 51 1.5.1 SISTEMA RADIAL 51 1.5.2 SISTEMA DE DOBLE TERMINAL 51 1.5.3 SISTEMA DE RED 51 1.5.4 SISTEMAS DE ALTA TENSION 52 1.6 SEGURIDAD EN SUBESTACIONES 52 1.6.1 ROTULOS DE ADVERTENCIA 52 1.6.2 DISTANCIAS MINIMAS DE SEGURIDAD 53 1.6.3 53 1.6.4 BARRERAS DE PROTECCION 55 1.6.5 ZONA DE SEGURIDAD PARA BARRERAS DE PROTECCION 55 1.7 SISTEMAS DE POTENCIA AISLADOS 56 1.8 EQUIPO DE MEDICION 58 1.8.1 ANALIZADOR DE RED "CIRCUTOR AR5" 58 1.9 DEFINICION DE PARÁMETROS ELECTRICOS MEDIDOS 61 CAPITULO II ESTUDIO ENERGETICO 65 2. GENERALIDADES 65 2.1 PROCESO DEL ESTUDIO ENERGÉTICO EN EL HOSPITAL ROSALES 65 2.1.1 METODOLOGIA DEL ESTUDIO 65 2.2 HISTORIAL DE LA DEMANDA ENERGETICA. 66 2.3 SITUACION ACTUAL DE LA INSTALACIÓN ELECTRICA 69 2.3.1 SUBESTACIONES 69 2.3.2 PLANTAS DE EMERGENCIA 72 2.4 CONSUMO DE ENERGIA ELECTRICA 73 2.5 METODOLOGIA DE LA AUDITORIA. 73 2.6 ANALISIS DE DATOS 74 2.6.1 74NIVELES DE VOLTAJE INTERRUPTOR DE TRANSFERENCIA (TRANSFER SWITCH). ELEMENTOS DE LA RED DE TIERRA PUNTO DE CONEXIÓN DEL CONDUCTOR DE PUESTA A TIERRA DISTANCIAS MINIMAS DE SEGURIDAD EN PARTES ENERGIZADAS. 2.6.2 FACTOR DE POTENCIA 75 2.6.3 NIVELES DE CORRIENTE 79 2.7 80 2.7.1 DIAGNOSTICO GENERAL DE LOS DIAGRAMAS 80 CAPITULO III 85 3. GENERALIDADES DEL TRABAJO 85 3.1 DESCRIPCION Y ALCANCE DEL TRABAJO 85 3.2 87 3.3 MATERIALES Y METODOS DE TRABAJO 88 3.4 88 3.4.1 POSTES 88 3.4.2 88 3.4.3 CONDUCTORES ELECTRICOS 88 3.4.4 PARARRAYOS 89 3.4.5 CORTACIRCUITOS DE ALTA TENSION 89 3.4.6 AISLADORES ELECTRICOS 89 3.5 SUBESTACIONES 90 3.5.1 SUBESTACION ELECTRICA "A" 90 3.5.1.1 SISTEMA DE EMERGENCIA 90 3.5.2 SUBESTACION ELECTRICA "B" 90 3.5.2.1 SISTEMA DE TIERRA 91 3.5.2.2 SISTEMA DE EMERGENCIA 91 3.5.3 RADIOLOGIA 92 3.5.3.1 SUBESTACION RX-1A 92 3.5.3.2 SUBESTACION RX-2A 92 3.5.3.3 SUBESTACION RX-3A 92 3.6 PANELES ELECTRICOS 92 3.6.1 SUBESTACION "A" 93 3.6.1.1 TABLERO GENERAL (TG-1A) 93 3.6.1.2 SUBTABLERO GENERAL (TGN-1A) 93 3.6.1.3 SUBTABLERO GENERAL (TGN-2A) 93 3.6.1.4 SUBTABLERO GENERAL (TGN-3A) 93 3.6.1.5 SUBTABLERO DE EMERGENCIA (TGE-1A) 94 3.6.2 SUBESTACION "B" 94 3.6.2.1 TABLERO GENERAL (TG-1B) 94 3.6.2.2 SUBTABLERO GENERAL (TGN-1B) 94 3.6.2.3 SUBTABLERO GENERAL (TGN-2B) 94 3.6.2.4 SUBTABLERO GENERAL (TGN-3B) 95 3.6.2.5 SUBTABLERO DE EMERGENCIA (TGE-1B) 95 3.6.3 RADIOLOGIA 95 3.6.3.1 TABLERO GENERAL (TGRX-A) 95 3.6.3.2 SUBTABLEROS, TRX-2A Y TRX4-A 95 3.6.3.3 SUBTABLERO, TRX-1A 96 3.6.3.4 SUBTABLERO, TRX-3A 96 DIAGRAMA UNIFILAR ESPECIFICACIONES TECNICAS DE CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE DISTRIBUCION DE ALTA Y BAJA TENSION A 23KV/ 208-120 V CODIGOS Y ESTANDARES APLICABLES AMPLIACION DE LA RED DE DISTRIBUCION ELECTRICA EN ALTA TENSION ESTRUCTURAS DE HIERRO PARA MONTAJE DE LINEA PRIMARIA Y SECUNDARIA 3.7 CANALIZACIONES Y ACCESORIOS 96 3.7.1 CONDUCTOS DE ACERO RIGIDO 96 3.7.2 CLORURO DE POLIVINILO (PVC) 96 3.7.3 CONDUCTOS DE ALUMINIO 96 3.7.4 CANALETA METALICA 96 3.7.5 ACCESORIOS DE LAS CANALIZACIONES 97 3.8 CONDUCTORES ELECTRICOS 97 CAPITULO IV 99 4. GENERALIDADES 99 4.1 SUBESTACION DE DISTRIBUCION "A", 23kV/ 208-120V 99 4.1.1 101 4.2 SUBESTACION DE DISTRIBUCION "B", 23kV/ 208-120V 102 4.2.1 SELECCIÓN DE PARARRAYOS 104 4.2.2 SELECCIÓN DE CORTACIRCUITOS 104 4.2.3 CALCULO DE ACOMETIDA SECUNDARIA 105 4.2.3.1 106 4.2.4 RED DE TIERRA DE LA SUBESTACION 107 4.3 SUBESTACIONES RADIOLOGIA 109 4.3.1 SUBESTACION RX-1A 109 4.3.1.1 EQUIPO GENERAL ELECTRIC (SALA No. 2) 109 4.3.1.2 EQUIPO SHIMADZU (SALA No. 4) 110 4.3.2 SUBESTACION RX-2A 111 4.3.2.1 EQUIPO PICKER (SALA No. 1) 111 4.3.3 SUBESTACION RX-3A 113 4.3.3.1 EQUIPO COMPAX (SALA No. 3) 113 4.4 BALANCE DE CARGA DEL SISTEMA NORMAL Y EMERGENCIA 114 4.4.1 115 4.4.2 115 4.5 AMPLIACION DE RED PRIMARIA DE ALTA TENSION A 23 KV 115 CAPITULO V PRESUPUESTO ECONOMICO 119 5. DESCRIPCION DEL PRESUPUESTO ECONOMICO 119 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 120 APENDICE I GRAFICAS DE MEDICIONES CON EQUIPO CIRCUTOR 122 APENDICE II DIAGRAMAS UNIFILARES - RED EXISTENTE 123 APENDICE III TABLA RESUMEN DE SUBESTACIONES EXISTENTES 124 APENDICE IV 125 PLANO ELECTRICO DE PLANTA DEL HOSPITAL ROSALES- RED EXISTENTE CRITERIOS PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE INTERRUPTORES PRINCIPALES Y BARRAS DE TABLEROS GENERALES CALCULO CORRIENTE TRIFASICA - TABLERO GENERAL TG-1A CON F.P. DE 0.9 CALCULO CORRIENTE TRIFASICA - TABLERO GENERAL TG-1B CON F.P. DE 0.9 CRITERIOS PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE INTERRUPTORES DE SUBTABLEROS DISEÑO DE ALTA Y BAJA TENSIÓN A 23KV/ 208-120 V APENDICE V 126 APENDICE VI DIAGRAMAS UNIFILARES - NUEVA RED PROPUESTA 127 APENDICE VII 128 APENDICE VIII 129 APENDICE IX PRESUPUESTO ECONOMICO 130 BLIBLIOGRAFIA 131 CUADROS DE CARGA DE SUBESTACIONES "A" Y "B" - NUEVO DISEÑO PLANO ELECTRICO DE PLANTA DEL HOSPITAL ROSALES- NUEVA RED PROPUESTA PLANOS DE ESTRUCTURAS DE RED PRIMARIA Y CANALETAS - NUEVO DISEÑO PROPUESTO 1 CAPITULO I INTRODUCCION AL DISEÑO DE INSTALACIONES ELECTRICAS EN HOSPITALES 1. SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN ELECTRICA PARA INSTALACIONES HOSPITALARIAS El diseño de sistemas de distribución eléctrica para instalaciones hospitalarias se vuelve cada vez más complejo, debido a que los instrumentos y equipos eléctricos para el cuidado de los pacientes, también son cada vez más complejos. Se requiere una apropiada selección de los arreglos y componentes del sistema para proporcionar al hospital un suministro de energía confiable, seguro y económico. Antes de comenzar a describir los componentes principales de la instalación eléctrica, se mencionará en forma general, como debe realizarse, de acuerdo a las normas y estándares internacionales, la distribución de energía en una instalación hospitalaria. 1.1 CARACTERISTICAS GENERALES DEL SISTEMA ELECTRICO El sistema de distribución en instituciones hospitalarias, se divide en dos categorías: El Sistema Eléctrico Normal (No esencial) y El Sistema Eléctrico Esencial. Ambos Sistemas son alimentados por el suministro de energía eléctrica (Normal) de la compañía de distribución local, sin embargo, el Sistema Eléctrico Esencial es transferido a una fuente de energía de emergencia cuando el suministro Normal experimenta una falla. a) SISTEMA ELECTRICO NO ESENCIAL: Este sistema consiste de los circuitos y equipo de distribución que suministra energía eléctrica a las cargas que no son esenciales para mantener la seguridad de los pacientes o para la efectiva operación de las instalaciones.  Art. 517, NEC 1996 2 Por ejemplo: circuitos de fuerza (tomacorrientes) en los cuales no se encuentran conectados aparatos médicos indispensables para mantener con vida a los pacientes; circuitos de alumbrado de algunas áreas del hospital como las salas de visitas, etc. b) SISTEMA ELECTRICO ESENCIAL: Consiste de la(s) fuente(s) de energía, equipo de transferencia, equipo de distribución, y circuitos requeridos para asegurar la continuidad del servicio eléctrico, a las cargas esenciales para mantener la seguridad de los pacientes y efectiva operación de las instalaciones y equipos. Por ejemplo: Unidad de Cuidados Intensivos, Quirófanos, Laboratorio Clínico (Banco de Sangre), Equipo de Telefonía, etc. La siguiente figura muestra el arreglo típico para una instalación eléctrica en hospitales: 3 FUENTES DE ENERGIA DE LA COMPAÑÍA ELECTRICA FUENTE DE ENERGIA ALTERNATIVA (EMERGENCIA) G TRANSFORMADOR ENTRADA DEL SERVICIO P PROTECCIONES CONTRA SOBRECORRIENTE PROTECCIONES CONTRA SOBRECORRIENTE CARGA NO ESENCIAL INTERRUPTOR DE TRANSFERENCIA AUTOMATICO SISTEMA ELECTRICO ESENCIAL FIGURA 1.1 1.2 FUENTES DE ENERGIA ELECTRICA Generalmente el suministro de energía eléctrica utilizada proviene de la compañía distribuidora de energía local, y la fuente de energía alternativa proviene de una planta SE 4 eléctrica de emergencia que se encuentra situada al interior de las instalaciones del hospital. El Sistema Eléctrico Esencial del hospital deberá tener un mínimo de dos fuentes de alimentación independientes. Además de las fuentes de energía mencionadas anteriormente, se encuentran los sistemas de alimentación ininterrumpida (UPS). 1.2.1 SISTEMA DE ALIMENTACIÓN ININTERRUMPIDA (SAI - UPS) Son equipos que por su concepción autónoma, permiten realizar suministro aún cuando no exista suministro de red. Para ello incorporan baterías, cargador de baterías y ondulador (inversor), la finalidad de este último, es convertir la corriente continua procedente de los acumuladores, en corriente alterna, de iguales características que la red, pero exenta de los problemas de ruidos y variaciones que la afectan. Las prestaciones más generales que deben aportar dichos equipos son: - Aislar la carga que se alimenta de la red. - Estabilizar el voltaje y la frecuencia de salida. - Evitar picos y efectos parásitos de la red eléctrica. - Almacenar energía en las baterías, las cuales la suministrarán por un periodo fijo de tiempo, cuando haya un corte de corriente. Ésta energía almacenada permitirá el funcionamiento normal de los equipos eléctricos/electrónicos que se encuentren conectados al UPS. De los requisitos y prestaciones antes mencionados, se desprenden las topologías más comúnmente usadas en la concepción de Sistemas de Alimentación Ininterrumpida: Configuración EN LINEA (ON LINE), FUERA DE LINEA (OFF LINE)  Art. 517-35, NEC  Fuentes de alimentación ininterrumpida" (Javier Ramos), "UPS" (American Power Conversion , APC) 5 y la configuración LINEA INTERACTIVA (LINE-INTERACTIVE), las cuales se describen a continuación. 1.2.1.1 CONFIGURACION EN LINEA (ON-LINE) En este tipo de configuración, la red alimenta al cargador de baterías y al inversor (Fig. 1.2). De este modo nos encontramos con las baterías en paralelo con el inversor, por tanto cualquier corte o microcorte queda suplido por las baterías. Se garantiza el aislamiento de la red, por medio del transformador separador existente en el cargador de baterías. La tensión de salida la proporciona el inversor siempre, por tanto, se garantiza la estabilización de salida, la estabilidad en frecuencia y la ausencia de perturbaciones. No existe transferencia Red-UPS ni UPS-Red, puesto que es el inversor, quien está permanente trabajando y suministrando energia a la salida. FIGURA 1.2 Los UPS's ON LINE proporcionan el nivel mas alto de protección y son la alternativa ideal en aplicaciones donde se requiere proteger equipos electrónicos y cargas críticas importantes, ya que además de proteger contra cortes de energía, proporcionan protección contra problemas de sobretensiones por relámpagos, picos de alto voltaje, transitorios por maniobra de interruptores, ruido eléctrico, variación de frecuencia, caídas de tensión por sobrecarga en la red, y armónicos entre otros. 6 1.2.1.2 CONFIGURACION FUERA DE LINEA (OFF-LINE) Esta configuración consta de una batería, un inversor y un conmutador que sensa irregularidad en la fuente de alimentación de la red. Parte del criterio es reducir costos, por ello la base es proteger sólo en caso de necesidad, de tal forma que la red alimenta a la carga normalmente y tan sólo interviene el inversor en caso de fallo de red ó red excesivamente baja o alta, mediante la acción de un conmutador (Fig. 1.3). Podríamos decir, que la red está controlada dentro de un intervalo de tensión máxima y mínima, y por tanto la carga que estamos alimentando, deberá soportar los límites de tensión a los que interviene el equipo. Normalmente no se produce un aislamiento entrada-salida y existe un inevitable tiempo de transferencia Red-UPS- Red. Dicho tiempo puede llegar a ser muy corto (1mS), sin embargo durante este tiempo, son los condensadores de filtro de la carga quienes mantienen la energía. FIGURA 1.3 Como podrá observarse, existen los mismos bloques que en una configuración ON- LINE, cargador de baterías, baterías e inversor, sin embargo se le añade un bloque 7 más, que es el supervisor de red, elemento que permite detectar un posible fallo de ésta y conmutar, para que sea el inversor, quien pase a alimentar la salida. Bajo este criterio, el inversor solo trabajará el tiempo de descarga de la batería. A su a vez, la batería es cargada de forma lenta por el cargador, cuando existen condiciones correctas de red. El UPS OFF-LINE, es útil prácticamente, sólo en lugares donde la red es estable y la protección a realizar, es frente a cortes momentáneos de suministro. 1.2.1.3 CONFIGURACION LINEA INTERACTIVA (LINE-INTERACTIVE) Este tipo de UPS es similar al de configuración OFF-LINE, con la diferencia que ofrece niveles mas altos de protección, añadiendo características de regulación de voltaje en su diseño. Así como el UPS OFF-LINE, el tipo LINE-INTERACTIVE ofrece protección contra sobretensiones. Este tipo proporciona moderada protección contra picos de alto voltaje y transitorios debidos a maniobras de interruptores, aunque no lo hacen con un aislamiento total. Este sistema ofrece protección adecuada siempre y cuando el suministro de energía de la red no esté cambiando continuamente, lo cual reduciría de manera significativa el tiempo de duración de la batería. En este caso la batería estaría siendo utilizada frecuentemente y podría no recargarse a tiempo para ser utilizada en caso de un corte de energía de la red eléctrica. 1.3 SUBESTACIÓN DE DISTRIBUCIÓN ELÉCTRICA Es un conjunto de dispositivos eléctricos destinados a transformar, controlar, regular y dirigir el flujo de energía eléctrica en forma óptima, a fin de obtener niveles de energía convenientes para ser utilizada por el consumidor final. La subestación consiste de las siguientes partes: 8 a) Se compone de una Sección Primaria para la conexión de uno o más circuitos de alto voltaje, cada uno de los cuales podría estar provisto de algún dispositivo de protección, como los cortacircuitos, pararrayos, etc. b) Una Sección que incluye uno o varios transformadores conectados entre sí. c) Una Sección Secundaria para la conexión de uno o varios alimentadores secundarios, cada uno de los cuales provisto con un dispositivo de protección contra sobrecargas. d) Una Sección que incluye una fuente de energía de emergencia y dispositivos de transferencia y retransferencia de carga. El diagrama unifilar de una subestación, se muestra a continuación: FIGURA 1.4 Donde: 1. Pararrayos 2. Cortacircuito con Fusible 3. Interruptor General 4. Transformador de Potencia 5. Interruptor principal Secundario 6. Interruptores Principales de Circuitos Alimentadores (Tableros Generales o Circuitos Derivados) 1 2 3 4 5 6 9 1.3.1 EQUIPOS ELÉCTRICOS QUE COMPONEN UNA SUBESTACION Todos los componentes a ser utilizados en el sistema eléctrico deben tener adecuados rangos de operación y deben ser instalados de manera apropiada para proporcionar un sistema eléctrico seguro y confiable. Se debe ser muy cuidadoso al momento de diseñar estos sistemas, ya que dichos componentes deben estar localizados en lugares donde se minimize la exposición a riesgos tales como: rayos, terremotos, inundaciones, lluvias o contactos eléctricos entre equipos; así también, guardando las distancias adecuadas, de tal manera de disminuir el riesgo de un contacto eléctrico en pacientes, personal paramédico y entre los mismos equipos eléctricos. Al seleccionar e instalar los componentes del Sistema Eléctrico Esencial , se le debe dar un alto grado de prioridad a la continuidad del suministro de la energía eléctrica. Para conseguir este objetivo, los componentes (circuitos de distribución, equipo eléctrico, etc.) del Sistema Eléctrico Esencial deben estar físicamente separados de los componentes del Sistema Eléctrico No Esencial. 1.3.2 TRANSFORMADORES En un hospital, los transformadores son utilizados para cambiar el nivel de voltaje primario suministrado por la compañía de energía local, al voltaje secundario o de utilización de los equipos. Al seleccionar un Transformador, es importante tomar en cuenta su costo inicial, costo de operación, costo de instalación, nivel de ruido, capacidad de sobrecarga, tamaño, peso, niveles de voltaje de operación, etc. 1.3.2.1 TIPO DE CONEXION Las subestaciones utilizadas en hospitales, generalmente están formadas por bancos de transformadores que suministran niveles de voltaje trifásico a 4 hilos. Las conexiones para los transformadores estándar de dos devanados son preferiblemente Estrella-Estrella, Estrella en el lado primario y Estrella en el lado secundario. 10 La conexión en Estrella del secundario, proporciona un punto neutral muy conveniente para establecer un sistema de puesta a tierra, así también puede ser utilizado como un conductor de fase a neutro a la carga. 1.3.2.2 NIVELES DE VOLTAJE Los niveles de voltaje primario que suministra la compañía eléctrica al Hospital Rosales son de 4.16 kV y 23 kV (fase-fase). Los niveles de voltaje secundario se seleccionan de acuerdo al tipo de carga que se va alimentar. Los niveles de voltaje secundario utilizados en instalaciones trifásicas de cuatro hilos pueden ser: 208 Y/120 V; 240/120 V; 480 Y/277 V, y dependen del tipo de conexión que se utilize. Los niveles de voltaje más utilizados en instalaciones hospitalarias son: 208 Y/120 V, 240/120 V. 1.3.2.3 CAPACIDAD La capacidad de una subestación se determina generalmente considerando la demanda actual en kVA de la(s) zona(s) a alimentar, más el incremento en el crecimiento, obtenido por extrapolación, durante los siguientes diez años, previendo el espacio necesario para las futuras ampliaciones. Un método alternativo es incrementando la demanda actual por un factor de aproximadamente 50% para cubrir las necesidades futuras. El último método en mención es el que utilizaremos en el presente diseño. 11 Según las normas americanas ( ANSI ) los transformadores son construidos de las capacidades nominales indicadas en la tabla siguiente: CAPACIDADES DE LOS TRANSFORMADORES MONOFASICOS TRIFÁSICOS 5 KVA 30 KVA 10 KVA 45 KVA 15 KVA 75 KVA 25 KVA 112.5 KVA 37.5 KVA 150 KVA 50 KVA 225 KVA 75 KVA 300 KVA 100 KVA 500 KVA 150 KVA 750 KVA 167 KVA 1000 KVA 250 KVA 2800 KVA 333 KVA 500 KVA TABLA 1.1 1.3.3 DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN. Los dispositivos de protección se utilizan para proteger los equipos contra sobretensiones o sobrecorrientes causados por factores externos o internos a la instalación eléctrica. En los sistemas de protección existe un parámetro llamado “ Nivel Básico de Impulso de Aislamiento (BIL) “ que es el voltaje máximo que el aislamiento de todo dispositivo de protección puede resistir sin que se produzcan chispas o fallas. Para cada nivel de voltaje en el sistema se han establecido estándares del BIL los cuales se usan para el diseño de todo equipo que se conecte a la subestación. 12 Estos valores estándares se muestran a continuación en la tabla siguiente: NIVELES BÁSICOS DE IMPULSO DE AISLAMIENTO NIVEL DE VOLTAJE DEL SISTEMA NIVEL BASICO DE IMPULSO DE AISLAMIENTO ( BIL ) 1.2 KV 30 KV 2.5 KV 45 KV 5 KV 60 KV 8.7 KV 75 KV 15 KV 110 KV 23 KV 150 KV 34.5 KV 200 KV TABLA 1.2 1.3.3.1 SOBRETENSIONES EN LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS Las sobretensiones en los sistemas eléctricos pueden ser causadas por factores externos o internos al sistema. 1- Factores externos (independientes de la red). a. Sobretensiones de origen atmosférico b. Contactos accidentales con líneas de media y alta tensión 2- Factores internos (proporcionales a la tensión de red) a. Sobretensiones temporales (a frecuencia de red). Por ejemplo: defectos a tierra, pérdidas de carga, ferroresonancia, desequilibrios en la carga, etc. b. Sobretensiones de maniobra de interruptores (transitorias). Por ejemplo: maniobra de baterías de condensadores, apertura de pequeñas corrientes inductivas, eliminación de defectos.  Características Técnicas Requeridas en Líneas de Distribución - CAESS 13 De los casos anteriores, las sobretensiones debidas a descargas atmosféricas y las debidas a maniobras de interruptores, son las más importantes. A continuación se muestra la forma típica de diferentes tipos de sobretensiones: Temporales (ms) Maniobra (ms) Tipo Rayo (s) FIGURA 1.5 El dispositivo que se utiliza para contrarrestar fallas debidas a sobretensiones es el Pararrayos. A) PARARRAYOS Los pararrayos son dispositivos eléctricos que se componen de elementos resistivos no lineales y explosores que limitan las sobretensiones originadas por descargas atmosféricas, operación de interruptores o desbalanceo de sistemas. 14 Sus funciones como dispositivo de protección son los siguientes: a) Operar de manera regular, sin daños ante tensiones y corrientes que circulen por éste. b) Reducir las tensiones peligrosas. Características de los pararrayos.- a) Se comportan como aislador mientras la tensión aplicada no exceda de cierto valor predeterminado. b) Se convierten en conductor al alcanzar la tensión predeterminada y conducen a tierra la onda de corriente producida por la onda de sobretensión. c) Son capaces de interrumpir la corriente, cuando desaparece la sobretensión y se restablece la tensión normal del dispositivo de protección. Criterios de selección de los Pararrayos.- Para seleccionar un pararrayos es necesario tomar en cuenta los siguientes factores: a) Voltaje nominal en el sistema que opera. b) Condiciones de Aterrizaje del sistema, sea este aterrizado o no. c) Rango de Voltaje, determinado por el mayor voltaje que puede soportar el pararrayos sin dañarse. En la tabla siguiente se presentan los rangos de voltaje de los pararrayos para cada tipo, nivel de voltaje del sistema, así como también el pararrayo recomendado. 15 NIVELES DE VOLTAJE DE LOS PARARRAYOS VOLTAJE NOMINAL (KV) MÁXIMO VOLTAJE (KV) CIRCUITOS ATERRIZADOS CIRCUITOS AISLADOS Porcentaje de Protección Rango Teórico del Pararrayos (KV)* Pararrayo Recomendado (KV) Pararrayo Recomendado (KV) 2.4 2.54 ------ ------ ------- 3.0 4.16 4.4 80 % 3.5 6.0 6.0 4.8 5.1 ------ ------ ------- 6.0 6.9 7.26 80 % 5.8 6.0 9.0 13.8 14.5 80 % 11.6 12.0 15.0 23 24.3 80 % 19.5 21.0 27.0 34.5 36.5 80 % 29.2 30.0 37.0 * Obtenido de multiplicar el máximo voltaje de operación por el porcentaje de protección. TABLA 1.3 1.3.3.2 SOBRECORRIENTES EN LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS DE ALTA Y BAJA TENSION Los dispositivos de protección contra sobrecorrientes deben ser escogidos, de tal forma que haya una completa coordinación con todo el Sistema. Al momento de ocurrir una falla, es importante aislar el circuito fallado, manteniendo el suministro de energía a los demás circuitos. Estos dispositivos de interrupción poseen dos elementos básicos que tienen funciones de detección y conmutación (apertura/cierre). Los dispositivos mas utilizados para contrarrestar fallas por sobrecargas son los Interruptores y Cortacircuitos de Fusible.  Características Técnicas Requeridas en Líneas de Distribución - CAESS 16 1.3.3.2.1 INTERRUPTORES Y CORTACIRCUITOS DE FUSIBLE. A) INTERRUPTOR. El interruptor es un dispositivo diseñado para cerrar, conducir, interrumpir la corriente de carga; mantener e interrumpir corrientes de sobrecarga y cortocircuito, cuando se trabaja dentro del rango al que está diseñado. Los rangos de trabajo de los interruptores deben ser iguales o mayores que las corrientes de cortocircuito del sistema. Existen diferentes tipos de interruptores, los cuales se describen a continuación: 1. Termomagnéticos: Este tipo emplea accionamiento térmico por sobrecargas y por cortocircuitos. 2. Magnéticos: Se emplean solamente para aislar fallas debidas a cortocircuitos 3. Con fusible integrado: Este tipo combina protección térmica contra sobrecargas y fallas de cortocircuito de niveles de corrientes bajas, con fusibles limitadores de corriente que responden a cortocircuitos de altos niveles de corriente. 4. De alta capacidad de interrupción: Este tipo proporciona capacidades de interrupción a valores de corrientes más elevadas que los interruptores termomagnéticos. 5. Limitadores de corriente: Este tipo proporciona alta capacidad de protección. Los interruptores Termomagnéticos de tipo "caja moldeada" son los dispositivos que más se utilizan en baja tensión. Estos son dispositivos de interrupción y de protección automática ensamblados dentro de un material aislante. La acción térmica de estos interruptores responde al calor. Cuando ocurre un cortocircuito, entonces la acción magnética del interruptor detectará el valor instantáneo de corriente y dispara al interruptor. Estos interruptores generalmente son capaces de aislar una falla más rápido que los interruptores de potencia. Según el Art. 240-6 del NEC, los interruptores termomagnéticos y fusibles se encuentran normalizados según las capacidades de corrientes a interrumpir siguientes: 17 15, 20, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800, 1000, 1200, 1600, 2000, 2500, 3000, 4000, 5000, y 6000 Amp. Los interruptores se fabrican de 1 polo, 2 polos, 3 polos o 4 polos. Los interruptores termomagnéticos se fabrican según sus aplicaciones, generalmente se clasifican de la manera siguiente: 1) Tipo industrial. 2) Centros de carga, alumbrado y contactos 1) TIPO INDUSTRIAL Se fabrican para diferentes tensiones y capacidades de corriente, tal y como se indica en la tabla siguiente: TENSION C.A. TENSION C.D. NUMERO DE POLOS CORRIENTE EN AMPERIOS 240 Volts C.A. 125/250 Volts C.D. 2 3 15,20,30,40,50,70,100,125, 150,175,200,225,250,300 15,20,30,40,50,70,100,125, 150,175 480 Volts C.A. 250 Volts C.D. 3 15,20,30,40,50,70,100,125, 150,175,200,225,250,300 600 Volts C.A. 250 Volts C.D. 2 3 15,20,30,40,50,70,100,125, 150,175,200,225 15,20,30,40,50,70,100,125, 150,175,225*,400*,1000* *Solo para 600 vol t ios C.A. TABLA 1.4 18 2) CENTROS DE CARGA. Se utilizan para distribución de corriente y protección de circuitos de alumbrado en: residencias, oficinas, comercio, edificios, hospitales y pequeñas industrias y se fabrican en las siguientes capacidades: VOLTS C.A. NUMERO DE POLOS CAPACIDAD EN AMPERIOS 120 1 15,20,30,40,50,70 120/240 2 15,20,30,40,50,70,100, 125,150,200,225,250, 300,400,500 240 3 15,20,30,50,70,100, 125,150,175,225,250, 300,400,500 TABLA 1.5 B) CORTACIRCUITOS - FUSIBLES Los Cortacircuitos con Fusibles son dispositivos de protección contra sobrecorrientes que incluye un alambre de sección y composición especial llamado fusible de manera que cuando circula por éste una corriente mayor a la que ha sido diseñado, se calienta y se destruye. Los Fusibles son mayormente utilizados en alta tensión (para protección acometida primaria). Estos fusibles interrumpen un cortocircuito en la primera mitad de un ciclo. Por otra parte, los fusibles utilizados en baja tensión operan extremadamente rápido a altos valores de corrientes de falla, y actúan para limitar la corriente en menos de un cuarto de ciclo, a un valor muy por debajo del pico de corriente de cortocircuito. Los Fusibles no son utilizados con amplitud en los sistemas secundarios (baja tensión). La instalación de los fusibles en alta tensión se realiza en dispositivos llamados “ Cortacircuitos “ del cual existen tres tipos que son: 19 1.- Tipo Cerrado o Caja de Expulsión. 2.- Tipo Abierto 3.- Tipo Fusible Visto o Tipo Araña. El fusible tiene las ventajas siguientes: a) Poco Volumen b) Alta Capacidad Interruptiva y Gran Confiabilidad. El fusible presenta las siguientes desventajas: a) Solo Abre el Circuito. b) Debe Reemplazarse el elemento después de cada operación. c) Solo Opera por sobrecorriente. Criterios de Selección del Cortacircuito: Para la selección Adecuada del cortacircuito y su fusible, debe tomarse en cuenta los siguientes factores: a) Corriente Nominal: Que es la corriente de operación normal del cortacircuito. b) Capacidad Interruptiva: Es la máxima corriente de falla que el dispositivo debe ser capaz de soportar sin dañarse. c) Voltaje Máximo: Es aquel al que opera y esta determinado por las condiciones de aterrizaje del sistema y del número de fases de que consta el circuito. d) El BIL del Sistema: El BIL del cortacircuito debe ser igual o mayor que el del sistema en que se está operando. En la tabla siguiente se muestran los rangos de voltajes de los cortacircuitos: 20 RANGOS DE VOLTAJE DE LOS CORTACIRCUITOS VOLTAJE NOMINAL DEL SISTEMA (KV) RANGO DE VOLTAJE DEL CORTACIRCUITO Línea a Tierra (KV) Línea a Línea (KV) 2.4  ---------- 5.2 2.4/4.16 Y(Aterrizada) 5.2 5.2 2.4/4.16 Y ---------- 5.2 7.2  ----------- 7.8 7.2/12.47 Y(Aterrizada) 7.8 7.8/13.5 7.2/12.47 Y ----------- 7.8/13.5 13.2  ------------ 15.0 7.62/13.2 Y(Aterrizada) 7.8 7.8/13.5 7.62/13.2 Y ----------- 7.8/13.5 13.8  ----------- 15.0 7.96/13.8 Y(Aterrizada) 7.8 7.8/13.5 7.96/13.8 Y ------------ 7.8/13.5 14.4/24.9 Y(Aterrizada) 15.0 15.0/26.0 19.9/34.5 Y(Aterrizada) 27.0 38.0 TABLA 1.6  Características Técnicas Requeridas en Líneas de Distribución - CAESS 21 Los tipos de cortacircuitos recomendados para los diversos niveles de voltaje se muestran en la tabla siguiente: CORTACIRCUITOS RECOMENDADOS VOLTAJE DE DISEÑO (KV) TIPO DE CORTACIRCUITO RANGO DE CORRIENTE NOMINAL (AMP) CAPACIDAD INTERRUPTIVA (KA) 5.2 Cerrado 50, 100 y 200 1.6 Hasta 12.5 7.8 Cerrado 50 – 100 1.4 Hasta 8.0 7.8 Fusible Visto 50 1.2 7.8/13.5 Abierto 100 – 200 3.6 Hasta 12.5 15.0 Fusible Visto 50 1.2 15.0 Abierto 100 – 200 2.8 Hasta 10.0 15.0/26.0 Abierto 100 – 200 2.8 Hasta 5.6 18.0 Fusible Visto 50 7.5 27.0 Abierto 100 1.1 Hasta 9.0 38.0 Abierto 100 1.3 Hasta 5.0 TABLA 1.7 Las reglas establecidas por las normas técnicas para instalaciones eléctricas, para el dimensionamiento de la protección del primario de los transformadores, se indican en la tabla siguiente:  Características Técnicas Requeridas en Líneas de Distribución - CAESS 22 PROTECCIÓN DE SOBRECORRIENTE EN EL PRIMARIO PARA TRANSFORMADORES DE MAS DE 600V EN EL PRIMARIO MAXIMO DISPOSITIVO DE SOBRECORRIENTE IMPEDANCIA NOMINAL DEL TRANSFORMADOR PRIMARIO DEL TRANSFORMADOR MAS DE 600 V AJUSTE DEL INTERRUPTOR CAPACIDAD DEL FUSIBLE NO MAYOR DEL 6% HASTA 300% HASTA 250% MAYOR DEL 6% Y MENOR DEL 10% HASTA 250% HASTA 225% TABLA 1.8 PROTECCIÓN DE SOBRECORRIENTE EN EL PRIMARIO PARA TRANSFORMADORES DE 600V O MENOS EN EL PRIMARIO MAXIMO DISPOSITIVO DE SOBRECORRIENTE AMPACIDAD EN EL PRIMARIO DEL TRANSFORMADOR PRIMARIO DEL TRANSFORMADOR IGUAL O MENOR A 600 V IGUAL O MAYOR A 9 AMPERIOS HASTA 125% MENOR A 9 AMPERIOS HASTA 167% MENOR A 2 AMPERIOS HASTA 300% TABLA 1.9 Los valores estándares de la corriente nominal de los fusibles se han agrupado en 3 series con la finalidad básica de coordinar las protecciones, las series se muestran en la tabla siguiente:  Guía Práctica para el cálculo de Instalaciones Eléctricas - ENRIQUEZ HARPER  Guía Práctica para el cálculo de Instalaciones Eléctricas - ENRIQUEZ HARPER 23 CORRIENTE NOMINAL DE LOS FUSIBLES (SERIES) SERIES PREFERIDA (AMP) NO PREFERIDA (AMP)  6 AMP 6.0 8.0 1.0 10.0 12.0 2.0 15.0 20.0 3.0 25.0 30.0 5.0 40.0 50.0 45.0 80.0 60.0 65.0 100.0 140.0 200.0 TABLA 1.10 Dependiendo de su relación de velocidad se definen cuatro tipos de fusibles los cuales son: (1) Tipo K ó Rápido: Es aquel en el que la relación de velocidad varía entre 6.0 a 8.1 segundo, este tipo de fusible es usado para proteger equipos que no deben soportar sobrecorrientes como es el caso de: bancos de capacitores, generadores, medición, etc. (2) Tipo T ó Lento: Es aquel en que la relación de velocidad varía entre 10.0 y 13.0 segundos, este tipo de fusible es usado para proteger equipos que pueden soportar sobrecorrientes momentáneas tales como: motores, transformadores. (3) Tipo N ó Media Velocidad. (4) Tipo H y S ó Baja Velocidad.  Características Técnicas Requeridas para Líneas de Distribución - CAESS 24 1.3.3.3 COORDINACIÓN DE PROTECCIONES POR FUSIBLE Los fusibles son dispositivos que nos permiten una coordinación selectiva óptima, ya que cumplen con lo establecido en el Art. 240-12 del NEC, definiendo la Coordinación como la localización adecuada de una falla para limitar los cortes a los equipos afectados, realizada mediante dispositivos selectivos de protección contra fallas, operando el dispositivo más cercano a la falla, minimizando así, los riesgos para las personas y daños a los equipos. 1.3.4 TABLEROS Y SUBTABLEROS Los tableros son cajas (paneles) construidos generalmente de metal, los cuales distribuyen la corriente del alimentador a los diferentes circuitos y contienen los dispositivos de protección contra sobrecorrientes para dichos circuitos. Los tableros pueden ser del tipo piso o pared. La diferencia entre estos es únicamente su accesibilidad, ya que los tableros de pared están diseñados para ser montados en pared o columna de manera que son accesibles únicamente por el frente. Los tableros de piso se diseñan de manera que sean accesibles tanto por el frente como por la parte trasera. En la localización de los tableros se debe tomar en cuenta lo siguiente: - Se debe procurar una localización central para reducir la caída de los circuitos derivados. - La distancia del alimentador al tablero principal, de modo que la caída de voltaje no exceda de 3%. - La distancia del alimentador a los circuitos derivados, de modo que la caída de voltaje total no exceda de 5% en total. Algunos de los factores eléctricos a tomar en cuenta en el diseño de los tableros son los siguientes: - Determinar el número de circuitos que se alimentarán. 25 - Calcular los alimentadores apropiados del tablero principal a los circuitos derivados de los otros tableros. - El número de dispositivos de sobrecorriente no debe ser mayor a la capacidad total del tablero. - Deben diseñarse de tal manera que tengan suficiente número de espacios para una expansión futura. - Los gabinetes de los tableros deben conectarse a tierra para una mejor protección. 1.3.4.1 TABLEROS DE ALUMBRADO Y CONTACTOS. Estos tableros son usados para la distribución de corrientes y protección de circuitos de alumbrado y motores pequeños en: hospitales, edificios, oficinas e industria en general. Monofásicos, 2 fases, 3 hilos, neutro C.A. NUMERO DE CIRCUITOS CAPACIDAD DE AMPERES 14 20 30 42 100 100 200 200 CON INTERRUPTOR GENERAL DE DOS POLOS 14 20 30 42 70 100 200 200 TABLA 1.11 26 Trifásicos, 3 fases, 3 hilos, neutro C.A. NUMERO DE CIRCUITOS CAPACIDAD DE AMPERES 14 20 30 42 100 150 200 300 CON INTERRUPTOR GENERAL DE DOS POLOS y TRES POLOS 14 20 30 42 50 150 200 300 TABLA 1.12 1.3.5 CONDUCTORES Un conductor es un alambre, cable o barra, diseñados para permitir el paso de la corriente eléctrica. La función principal es la de conducir energía de forma confiable entre una fuente de energía y el equipo eléctrico de utilización. Los dos materiales que más se utilizan en la construcción de los conductores son el cobre y el aluminio. El cobre ha sido usado principalmente en conductores con revestidos de un material aislante, debido a sus propiedades mecánicas y eléctricas. El uso del aluminio se basa en su favorable característica conductividad-peso que presenta, que es la más alta de todos los materiales, y también a su bajo costo. Un alambre es un simple hilo de metal. Un alambre trenzado es un grupo de pequeños alambres que se trenzan juntos para producir un solo conductor. Los alambres no están aislados entre sí. Un cable puede ser un conductor sólido, trenzado o una combinación de conductores aislados entre sí. El conductor sólido es generalmente utilizado para tamaños de alambre pequeños y ofrece los beneficios de poco peso y pequeños diámetros. El 27 conductor trenzado es utilizado generalmente para alambre de tamaños mayores, ya que hace al cable más liviano y flexible. 1.3.5.1 CARACTERÍSTICAS DE LOS CONDUCTORES A) AISLAMIENTO Generalmente los conductores se encuentran encerrados en un material aislante que los protege. La sección 310-13 del NEC, designa por medio de diferentes letras, cada uno de los tipos de aislamiento para cables:  MI - Aislamiento Mineral  R - Aislamiento de Caucho  T - Aislamiento Termoplástico  V - Aislamiento de Barniz  X - Aislamiento de Polímero El aislamiento del cable también se clasifica de acuerdo a las condiciones ambientales que puede soportar:  H - Resistente a temperaturas hasta de 75 C  HH - Resistente a temperaturas hasta de 90 C  W - Resistente a la humedad  UF - Para uso en instalaciones subterráneas B) TIPO DE CABLES El NEC enlista los siguientes tipos de cables:  Tipo FC - Cable plano (Flat cable)  Tipo FCC - Cable de Conductor plano (Flat conductor cable)  Tipo AC - Cable con blindaje (Armored cable)  Tipo MC - Cable revestido con metal (Metal clad cable)  Tipo NM o NML - Cable revestido con material no metálico (Non Metallic sheathed cable) 28  Tipo SE o USE - Cable utilizado en servicio de entrada (Service entrance cable)  Tipo SNM - Cable protegido con revestimiento no metálico (Shielded non- metallic sheated cable)  Tipo UF - Cable para alimentadores subterráneos (Underground feeder cable)  Tipo TC - Cable para uso en bandejas (Tray cable) Los tipos de cable que se encuentran con mas frecuencia en la industria, residencias, hospitales, etc., son los siguientes:  THHN - T (aislamiento termoplástico) HH (resistente a temperaturas hasta de 90 C) N (cable revestido con material no metálico)  THWN - T (aislamiento termoplástico) H (resistente a temperaturas hasta de 75 C) W (resistente a la humedad) N (cable revestido con material no metálico)  XHHW - X ( aislamiento de polímero) HH (resistente a temperaturas hasta de 90 C) W (resistente a la humedad) 1.3.5.2 CONDUCTORES DE BAJA TENSION Los cables utilizados en baja tensión, generalmente son construidos para tener un voltaje nominal de 600 V, ya sea que se utilizen en instalaciones de 120, 208, 240, 277, 480 o 600 V. La selección de estos cables está orientada mas a sus características físicas que a los requerimientos eléctricos. La resistencia a fuerzas tales como impactos, abrasión, etc., son un factor predominante. 1.3.5.3 CONDUCTORES DE MEDIA TENSION Los cables de media tensión generalmente poseen un tipo de aislamiento dieléctrico sólido, y se encuentran disponibles a niveles de voltaje nominal de 2,001 a 35,000 V.  Secc. (11.2.4.1) Red Book, IEEE Std 141-1986 29 1.3.5.4 DIMENSIONAMIENTO DE CONDUCTORES De acuerdo a las normas el tamaño de los conductores se identifica por un número que corresponde a lo que comúnmente se denomina calibre del conductor. En Estados Unidos de América se utiliza la escala AWG (American Wire Gauge), una escala de números que comienza con el número 40 y continúa en forma descendente hasta llegar al número 2. Para conductores mayores al número 2 se utiliza la escala 1/0, 2/0, 3/0 y 4/0. Para conductores mayores al número 4/0 se utiliza la unidad denominada Circular Mil (sección de un círculo que posee un diámetro de un milésimo de pulgada, o sea 0.001 pulgadas), el cual es representado por las letras MCM ó kCMil, siendo el número mayor el de 2000 MCM y el menor de 250 MCM. Al seleccionar el tamaño de los conductores, se debe tomar en consideración lo siguiente: 1. Corriente de carga 2. Requerimientos en caso de sobrecarga 3. Capacidad de interrupción de fallas del dispositivo de protección de sobrecorrientes o de la capacidad de la fuente. 4. Caída de voltaje, etc. El tamaño mínimo de los conductores del alimentador, capacidad del tablero y dispositivos de sobrecorriente se diseñan tomando en cuenta un mínimo de 125% de la corriente a plena carga total de los circuitos que componen el tablero. La caída de voltaje en los circuitos de los alimentadores debe ser menor o igual a 3.0%. Las normas a utilizar en la selección de los conductores serán las establecidas en el Artículo 310 del Código Nacional de los Estados Unidos de América (NEC). 30 En la tabla siguiente se indican las capacidades de corriente permisibles en amperios de los conductores de cobre aislados. Basados en una temperatura de 60ºC hasta 90ºC. TABLA DE CONDUCTORES POR CAPACIDAD DE CORRIENTE  CALIBRE RANGO DE TEMPERATURA DEL CONDUCTOR AWG 60ºC 75ºC 90ºC 60ºC 75ºC 90ºC Tipos TW, UF Tipos FEPW, RH, RHW,THHW, THW,THWN, USE,ZW Tipos TBS,SA SIS,FEP, FEPB,MI, RHH,RHW- 2,THHN, THHW-2, USE-2, XHH,XHHW, XHHW-2, ZW- 2 Tipos TW, UF Tipos FEPW, RH, RHW,THHW, THW,THWN, USE,ZW Tipos TBS,SA SIS,FEP, FEPB,MI, RHH,RHW- 2,THHN, THHW-2, USE-2, XHH,XHHW, XHHW-2, ZW- 2 COBRE ALUMINIO O ALEACIÓN COBRE- ALUMINIO 18 16 14 12 10 8 -- -- 20 25 30 40 -- -- 20 25 35 50 14 18 25 30 40 55 -- -- -- 20 25 30 -- -- -- 20 30 40 -- -- -- 25 35 45 6 4 3 2 1 55 70 85 95 110 65 85 100 115 130 75 95 110 130 150 40 55 65 75 85 50 65 75 90 100 60 75 85 100 115 1/0 2/0 3/0 125 145 165 150 175 200 170 195 225 100 115 130 120 135 155 135 150 175  NEC 1996, National Electrical Code – Tabla 310-16 31 4/0 195 230 260 150 180 205 250 300 350 400 500 215 240 260 280 320 255 285 310 335 380 290 320 350 380 430 170 190 210 225 260 205 230 250 270 310 230 255 280 305 350 600 700 750 800 900 355 385 400 410 435 420 460 475 490 520 475 520 535 555 585 285 310 320 330 355 340 375 385 395 425 385 420 435 450 480 1000 1250 1500 1750 2000 455 495 520 545 560 545 590 625 650 665 615 665 705 735 750 375 405 435 455 470 445 485 520 545 560 500 545 585 615 630 TABLA 1.13 1.3.6 SISTEMA DE EMERGENCIA 1.3.6.1 PLANTA ELECTRICA DE EMERGENCIA La Planta Eléctrica de Emergencia se utiliza como una fuente de energía alternativa para el Sistema Eléctrico Esencial de la Instalación hospitalaria, cuando no se encuentra disponible el suministro de energía de la compañía eléctrica local. La capacidad de la planta eléctrica se selecciona de acuerdo a los requerimientos de carga del Sistema Eléctrico Esencial. Los principales factores a ser considerados en la selección de la Planta de Emergencia son: 32 a) El tipo de primotor, que determinará los requerimientos de almacenaje de combustible, b) Capacidad adecuada del primotor, así como del generador que servirá la carga, a la adecuada frecuencia y satisfacer los requerimientos de estabilidad de voltaje del sistema de emergencia dentro de 10 segundos después de la pérdida de potencia normal. c) Factores de instalación tales como: adecuada localización, espacio, ventilación, enfriamiento, fundación, ruido al operar, almacenamiento de combustible, etc. d) Requerimientos de mantenimiento, grado de complejidad, repuestos requeridos, almacenamiento, etc. e) Costo total (Planta, repuestos, instalación, etc.) A continuación se describen los equipos principales que componen una Planta Eléctrica y los factores a tomar en cuenta para su instalación: 1.3.6.2 GENERADOR El sistema de Motor-Generador alimentado por combustible (líquido) en el sitio, es el tipo predominante en Sistemas de Emergencia de Hospitales. Los sistemas de turbina de Gas son raramente utilizados actualmente, debido a que su tiempo de arranque normalmente excede los 10 segundos. La capacidad de los sistemas Motor-Generador oscilan de aproximadamente 5 kW (6.25 kVA) a 1200 kW (1500 kVA). Los motores de gasolina son los más utilizados en aplicaciones de baja capacidad, mientras que los motores de diesel se utilizan casi exclusivamente para capacidades de 100 kW (125 kVA) o más. En la tabla siguiente se muestran las principales capacidades de las Plantas Eléctricas: 33 CAPACIDAD DE LAS PLANTAS DE EMERGENCIA Y SU CORRIENTE MÁXIMA POTENCIA (KW) CORRIENTE MÁXIMA EN AMPERIOS A COS  = 0.8 240 V 480 V 30 90 45 50 150 75 75 226 113 100 300 150 125 376 188 150 452 226 200 600 300 250 752 376 300 904 452 350 1054 527 400 1204 602 500 1500 750 750 2260 1130 1000 3000 1500 TABLA 1.14 A) LOCALIZACIÓN. El lugar preferido para la instalación del motor-generador es en el piso. Se deben tomar algunas precauciones, de tal manera de minimizar interrupciones que pueden ser causadas por factores naturales comunes al área de la instalación, por ejemplo: tormentas, inundaciones, terremotos o incendios). B) MONTAJE. Existen dos reglas principales a tomar en cuenta en el montaje: 1- No colocar el Motor-Generador directamente al concreto del piso, ya que quebrará la estructura y transmitirá vibración inaceptable.  EL ABC DE LAS INSTALACIONES ELECTRICAS INDUSTRIALES - ENRIQUEZ HARPER 34 2- No adjuntar ningún sistema rígido sobre los aisladores de vibración del equipo Motor- Generador. 1.3.6.3 AISLAMIENTO DE LA VIBRACIÓN Los sistemas usualmente utilizados para contrarrestar la vibración son dispositivos de fibra de vidrio o de goma, montados entre la base del generador y el piso. También se utilizan aisladores del tipo resorte que también se colocan entre la base del generador y el piso. 1.3.6.4 SISTEMA DE ESCAPE DE GASES El sistema de escape deberá prevenir la filtración de agua al turbocargador o al mismo motor. Los gases de la combustión deberán dirigirse, de tal manera que no tengan un efecto en el filtro de aire, el sistema de enfriamiento, la temperatura ambiental o el operador. Si el motor trabaja en contra de una excesiva presión en el sistema de escape de gases, la potencia del motor se ve reducida. Esto causa también que la relación aire- combustible disminuya debido al mal funcionamiento en los cilindros, por lo que el consumo de combustible aumenta y la temperatura de los gases de combustión aumenta también. Un sistema de escape esta constituido principalmente por: a) Múltiple de Escape b) Conexiones Flexibles c) Silenciador d) Tuberías de Escape 1.3.6.5 SUMINISTRO DE VENTILACIÓN La planta de emergencia necesita aire para la combustión, enfriamiento y ventilación del local. El aire es utilizado para desalojar el calor producido por el generador, así como por el calor producido por el motor y el sistema de escape de gases. 35 Los generadores usualmente operan a una temperatura ambiente de 40 C. El fabricante de la Planta Eléctrica debe proporcionar los requerimientos del aire utilizado para la combustión a plena carga y el rango recomendado de la temperatura del aire de entrada. - VENTILACIÓN DEL LOCAL La adecuada ventilación se logra de diversas formas: a) Ventilación Natural Es aquella en la cual el aire circula a su propia velocidad, es usada comúnmente en plantas de pequeña capacidad situada en lugares despejados. b) Ventilación Forzada Es producida por ventiladores y extractores, el aire circula a mayor velocidad; Generalmente se usa en lugares con muy poca ventilación y en donde se encuentren equipos sensibles al calor. c) Ventilación Mixta Consiste en una combinación de la ventilación natural y forzada. Es lo que comúnmente se encuentra y se recomienda en la mayoría de plantas, podría ser entrada de aire natural y salida forzada, aprovechando el ventilador que ayuda a disipar el calor en el radiador. Para obtener el volumen de aire requerido en el lugar donde se instalara la planta de emergencia, es necesario tomar en cuenta la abertura de la entrada y la salida del aire. 1.3.6.6 ENFRIAMIENTO La mayoría de las plantas eléctricas de 50 kW o de mayor capacidad, utilizan motores enfriados por líquido. En el caso de los motores enfriados por aire, los requerimientos del flujo de aire de enfriamiento, se obtienen del fabricante. 36 Los motores enfriados por líquido, usualmente tienen un radiador montado en la máquina y un ventilador. En un sistema de enfriamiento, el elemento refrigerante es el aire; cuando actúa directamente se le llama enfriamiento por aire; pero si actúa en forma indirecta por medio del agua donde ésta circula por el radiador, en donde es enfriada el agua antes de iniciar el ciclo nuevamente, se le llama enfriamiento por agua. 1.3.6.7 TEMPERATURA El cuarto donde se encuentra instalado el generador se debe mantener a una temperatura de no menos de 10 C o la temperatura de la camisa de agua de enfriamiento del motor a no menos de 21 C. 1.3.6.8 SISTEMA DE ARRANQUE El sistema de arranque tiene como función principal, el proveer del torque inicial necesario para que el motor de la planta pueda operar. Se dispone de varios tipos de sistemas de arranque pero los dos mas utilizados en plantas de emergencia de mediana y gran capacidad son: El tipo eléctrico y el tipo neumático, los cuales pueden ser operados en forma manual y/o automática. Para plantas pequeñas se utiliza una manivela o cuerda para su arranque. El sistema de arranque mas común en plantas de emergencia es el sistema de arranque eléctrico, el cual puede estar compuesto por: un banco de baterías, cargador de baterías, interruptor, motor de arranque de CD y un sistema de engranajes. 1.3.6.9 GOBERNADOR O REGULADOR El gobernador o regulador es el dispositivo encargado de controlar la cantidad de combustible requerido para mantener la velocidad del motor razonablemente constante durante las fluctuaciones de carga. Así, cuando la carga se incrementa la máquina motriz tiende a reducir su velocidad, lo cual implica una reducción en la frecuencia; el gobernador entonces, permite el paso de una mayor cantidad de combustible proporcionando una mayor aceleración con el objeto de mantener una 37 frecuencia constante. En caso contrario, si la carga disminuye, el motor tiende a acelerarse, el gobernador en este caso, disminuye la cantidad de combustible, con el objeto de mantener la velocidad del motor constante. Los gobernadores pueden ser de tres tipos: 1. Mecánicos 2. Hidráulicos 3. Electrónicos 1.3.6.10 SISTEMA DE COMBUSTIBLE ALMACENAMIENTO A GRANEL El sistema de alimentación de combustible deberá asegurar al motor diesel un abastecimiento de combustible continuo y limpio. El combustible a granel normalmente se almacena en un tanque grande y por medio de una bomba de motor eléctrico se pasa a otro tanque más pequeño ubicado cerca del motor diesel. Todo el sistema se deberá construir y ubicar convenientemente de acuerdo a las mejores normas de seguridad y a los códigos vigentes. La cantidad de combustible también puede ser regulada. Normalmente se exige que la alimentación de combustible sea capaz de mantener funcionando al motor principal a demanda de carga plena, por lo menos hasta dos horas. Es conviene contar con un tanque de almacenamiento de gran capacidad ya que de este forma se fomentan las comprar a granel y se reduce al mínimo la contaminación de suciedad. Y si el tanque se mantiene llego, se disminuye la condensación, especialmente si el combustible se utiliza poco. Se puede colocar el tanque a nivel del suelo, bajo el mismo, o elevado, pero utilizando un tanque auxiliar o una válvula eléctrica en este ultimo caso. Se deberá proporcionar un medio para extraer el agua y el sedimento del tanque. El fondo del tanque deberá ser redondeado y deberá inclinarse aproximadamente dos grados, de forma tal que se asegure una completa remoción de las materias extrañas. En los tanques subterráneos, el agua se puede extraer bombeando a través de un tubo que se introduce por el tubo de llenado. Si no se cuenta con un tanque auxiliar, el tanque 38 principal de almacenamiento deberá ubicarse para abastecer de combustible a la bomba de transferencia instalada en el motor. TANQUE AUXILIAR Los tanques auxiliares o diarios son convenientes si los tanques principales de combustible se encuentran a una distancia mayor de 15.25 mts del motor y/o la altura vertical excede 1.5 mts, y requerirán una bomba auxiliar. La bomba auxiliar debe ser de desplazamiento positivo y debe operar eléctricamente. Este tipo de bomba previene el sobre-llenado del tanque o de los inyectores, ya que cesa el bombeo cuando la presión de retorno llega a ser muy alta. 1.3.6.11 BATERÍA Los sistemas de baterías deberán reunir todos los requerimientos del artículo 700 del NEC. 1.3.6.12 ESPACIO DE TRABAJO O CUARTOS a) Los generadores de emergencia serán localizado en un cuarto de servicio separado del equipo de generación y separado del resto del edificio en caso de un incendio, o localizado en un recinto adecuado fuera el edificio capaz de prevenir la entrada de nieve y lluvia resistentes a la velocidad máxima del viento requeridas por la reglamentación de construcción local. Los cuartos para tal equipo no serán compartidos con otros equipos o el equipo de servicio eléctrico que no es una parte del sistema eléctrico esencial eléctrico. b) El equipo de generación de emergencia será instalado en una posición que permita la fácil y adecuada accesibilidad (mínimo de 30 in.(76 cm)), y también el espacio de trabajo alrededor de dicha unidad para inspección, reparación, mantenimiento, limpieza, o reemplazo. 39 1.3.6.13 INTERRUPTOR DE TRANSFERENCIA (TRANSFER SWITCH) El Interruptor de Transferencia se utiliza para transferir el servicio de energía de la empresa eléctrica local, al sistema de suministro de energía de emergencia del hospital, con el objetivo de mantener el servicio eléctrico al sistema de energía de emergencia y al equipo seleccionado. Debido a la función tan importante de éstos en el sistema eléctrico del hospital, se requiere que sean diseñados para actuar automáticamente al existir interrupción del suministro de energía normal, tener una adecuada capacidad para servir la carga, así como también, deben estar localizados e instalados apropiadamente para proporcionar un servicio confiable. DIMENSIONAMIENTO DE LOS INTERRUPTORES DE TRANSFERENCIA. El tamaño del interruptor de transferencia deberá ser el adecuado para interrumpir todas las clases de carga que estén conectadas a él, y protegerlas de cualquier corriente de falla, mediante la apertura de sus contactos. CARACTERÍSTICAS DE LOS INTERRUPTORES DE TRANSFERENCIA. A) Los interruptores de transferencia deberán tener la opción de operación eléctrica y mecánica, y deberá ejecutar la transferencia y la retransferencia de la carga de forma totalmente automática. B) Enclavamiento. Un confiable enclavamiento mecánico, o un método alterno totalmente aprobado, deberá ser inherente en el diseño de los interruptores de transferencia, para prevenir la interconexión intencional y no intencional del sistema normal y de la fuente alterna de potencia. C) Sensores de voltaje. Todas las líneas no aterrizadas deberán tener un sensor de voltaje para monitorear todas las líneas del sistema normal. 40 D) Retardo en el arranque de la fuente alterna de emergencia. Un dispositivo de retardo deberá ser provisto para retardar el arranque de la fuente alterna de potencia, este deberá ser provisto para evitar que el generador de emergencia sea arrancado a causa de pequeñas interrupciones) o anormalidades del sistema normal. El retardador deberá permitir el arranque del generador de emergencia solo hasta que su tiempo haya expirado. El tiempo deberá ser lo suficientemente corto como para que el generador este en línea luego de 10 segundos después de la falla del sistema normal. E) Retardo para la transferencia al sistema alterno. Un retardo ajustable será provisto para estos interruptores de trasferencia que requieran retardo en la operación automática. El retardo deberá comenzar cuando el voltaje y la frecuencia estén listos, este retardo no deberá permitir la conexión del sistema de emergencia hasta que su tiempo haya expirado. Los Interruptores de Transferencia utilizados en los sistemas de emergencia deben actuar en no más de 10 segundos. F) Retardo para la retransferencia. El sistema de transferencia deberá ser provisto por un retardador que prevenga la retransferencia al sistema normal inmediatamente al restablecimiento del sistema normal. G) Interruptor de prueba. Un interruptor de prueba deberá ser provisto para cada sistema de transferencia, con el cual se puede simular la falla del sistema normal. H) Indicación de la posición del interruptor. Una luz indicadora deberá ser provista con el propósito de saber conocer la fuente de alimentación que esta sirviendo la carga en determinado momento. I) Control manual del interruptor. Deberá ser provista una maneta o un control que permita tener un manejo manual de todas las operaciones del sistema de transferencia.  Art. 517-31, NEC 1996 41 J) Retardo en el apagado del generador. Un retardo de 5 minutos deberá ser provisto, con el objetivo de permitir que el generador opere sin carga permitiendo su enfriamiento. Excepción: El retardo para el enfriamiento no será necesario para generadores cuya capacidad sea de 15 KW o menos. K) Se incluirán provisiones de transferencia de carga de motores para reducir corrientes excesivas que son resultado de la transferencia de carga de motores si tales corrientes pueden dañar el equipo de sistema esencial eléctrico o causar el disparo de dispositivos de protección contra sobrecorrientes del sistema esencial eléctrico. L) Aislamiento de Conductores Neutros. Las provisiones serán incluidas para la aseguración de la continuidad apropiada, la transferencia, y el aislamiento de los neutros del sistema normal y del alterno si estos están aterrizados separadamente, si es necesario para lograr sensar las fallas a tierra según la sección 230-95(b) del NEC. 1.3.6.14 SISTEMA DE EQUIPOS El sistema de equipo será instalado y conectado a la fuente de poder alterna, de tal forma que el equipo descrito en el literal B sea puesto automáticamente en operación en el tiempo apropiado de retraso después la transferencia al sistema de la emergencia. Este arreglo también asegurará la conexión subsecuente del equipo descrito en el literal C ya sea retardada-automática o manual. A) EQUIPOS CON CONEXIÓN NO RETARDADA. Los accesorios del generador, no limitándose, la bomba de combustible, persianas eléctricamente manejadas, y otros accesorios de generador esenciales para la 42 operación del mismo, deberán ser conectados automáticamente a la fuente de poder alterna. B) EQUIPOS CON CONEXIÓN RETARDADA-AUTOMÁTICA. Los siguientes equipos serán conectados de forma retardada-automática a la fuente de poder alterna: 1. Sistemas de succión centrales que sirven funciones médicas y quirúrgicas, incluyendo mandos. Estos se permitirá que sean conectados al ramal critico. 2. Bombas de sumidero y otros equipos requeridos para el funcionamiento seguro del sistema, incluyendo sistemas de control asociados y alarmas. 3. Sistemas de aire comprimido que sirven funciones médicas y quirúrgicas, incluyendo sus mandos. Estos se permitirá que sean conectados al ramal critico. 4. Control de humo y sistemas de presurización de escalera. 5. Alimentación de la cocina y/o sistemas de escape cuyo funcionamiento sea requerido para durante un incendio. C) EQUIPOS CON CONEXIÓN RETARDADA AUTOMÁTICA O MANUAL. Los siguientes equipos deberán ser dispuestos de tal forma que su conexión al sistema alterno sea automática con retardo o manual: 1. El equipo Calentador para proporcionar la calefacción para áreas, de entrega, trabajo, recuperación, cuidados intensivos, cuidados coronarios, cuartos de niños, espacios(cuartos) de aislamiento por infección, tratamiento de emergencias, espacios(cuartos) de pacientes generales, y el mantenimiento de presión de bombas para sistemas de protección contra incendios basados en agua. 43 2. Equipos de para el transporte vertical (elevadores) seleccionados para proporcionar el servicio a pacientes de tipo: quirúrgico, obstétrico, durante la interrupción de servicio normal. En casos donde la interrupción del servicio normal causaría que los elevadores para usos generales se detengan entre pisos, se proveerán facilidades para la operación temporal de los mismos, para que los usuarios puedan abandonarlos y así evitar que se queden confinados entre pisos. 3. Sistemas salida de ventilación para habitaciones quirúrgicas y obstétricas, cuidados intensivos, cuidado coronarios, cuartos de niños, y espacios de tratamiento de emergencia. 4. Sistemas de ventilación y salidas para áreas aisladas para infecciones aerotransportadas, espacios(cuartos) de ambiente protegidos, ventiladores de escape para de humo de laboratorio, áreas de medicina nucleares donde el material radiactivo es usado, la evacuación de óxido de etileno y la evacuación de anestesia. Donde la conexión automática con retardo no es apropiada, se permitirán a tales sistemas de ventilación ser conectados al ramal crítico. 5. Deberá arreglarse un sistema de auto enclavamiento para cualquiera de las dos conexiones la manual o la automática de la fuente alterna. 1.3.6.15 OPERACIÓN DEL SISTEMA DE EMERGENCIA A) El sistema eléctrico esencial será servido por la fuente de poder normal excepto cuando la fuente de poder normal que es interrumpida cae por debajo de un nivel de voltaje predeterminado. Los ajustes de los sensores de voltaje serán determinados por el estudio cuidadoso de las exigencias de voltaje de la carga. B) La falla de la fuente normal automáticamente arrancará al generador de la fuente alterna después de un pequeño retardo (Ver 1.3.6.13 - 2(D)). Cuando la fuente de 44 poder alterna ha logrado un voltaje y frecuencia que satisfaga los requisitos mínimos de funcionamiento del sistema eléctrico esencial, entonces la carga será conectada automáticamente a la fuente de poder alterna. C) Hasta que se ejecute la conexión de la fuente de poder alterna, las cargas que comprenden el sistema de emergencia automáticamente serán reenergizadas de nuevo. La carga que comprende el sistema de equipo será conectada automáticamente después de un retardo(Ver 1.3.6.13 - 2(E)) de manera secuencial para no sobrecargar al generador. D) Cuando la fuente de poder normal es restaurada, y después de un retardo previamente programado (Ver 1.3.6.13 - 2(F)), los interruptores de transferencia automáticos desconectarán la fuente alterna de poder y conectarán las cargas a la fuente de poder normal. El generador de la fuente de poder alterna seguirá funcionando en vacío un tiempo predeterminado (Ver 1.3.6.13 - 2(J)). E) Si la fuente de poder falla y la fuente de poder normal ha sido restaurada, la retransferencia de la carga a la fuente normal de poder será inmediata, evitando el tiempo de retransferencia. F) Si la fuente de poder de emergencia falla durante una prueba, deberán tomarse las provisiones necesarias para transferir la carga de manera inmediata a la fuente normal. G) En retransferencias manuales la carga será conectada a la fuente de poder normal cuanto antes después del regreso de la fuente normal o a discreción del operador. 1.4 RED DE TIERRA Como una medida de seguridad para los equipos eléctricos y las personas, toda instalación eléctrica hospitalaria debe estar provista de una Red de Tierra. Este sistema 45 de puesta a tierra debe cubrir tanto al Sistema eléctrico de la Instalación como a los aparatos eléctricos conectados a ella. a) Conexión a tierra del Sistema. Las razones básicas para conectar a Tierra el Sistema son: - Limitar las diferencias de potencia eléctrica entre todos los objetos conductores no aislados en un área determinada. - Aislar fallas en circuitos y equipos - Limitar sobrevoltajes del sistema que aparecen bajo condiciones de falla b) Conexión a Tierra de los equipos eléctricos. En este sistema se interconectan a tierra el chasis o las partes no eléctricas de los equipos, con el propósito de prevenir choques eléctricos a pacientes y personal paramédico. Para conseguir esto, el circuito conductor a tierra debe ser instalado y diseñado apropiadamente, de tal manera que presente un camino de baja impedancia y una adecuada capacidad para conducir corrientes de falla a tierra. 1.4.1 ELEMENTOS DE LA RED DE TIERRA - Conductores: Los conductores usados en los sistemas de tierra son de cable de cobre del calibre arriba del #8 AWG, dependiendo del sistema que se utilice y de la corriente de falla. Se ha escogido el calibre mínimo el #8 AWG en cobre por razones mecánicas. Se utiliza con mas frecuencia el cobre por su mejor conductividad, tanto eléctrica como térmica y sobre todo por ser resistente a la corrosión debido a que es catódico respecto a otros materiales que pudieran estar enterrados cerca de él. - Electrodos: Son varillas que se clavan en terrenos generalmente blandos y que sirven para encontrar zonas más húmedas y por tanto con menor resistividad eléctrica. Son 46 especialmente importantes en terrenos desprotegidos de vegetación y cuya superficie queda expuesta a los rayos del sol y está completamente seca. Los electrodos pueden fabricarse con tubos y varillas de hierro galvanizado , o bien con varillas copperweld. En terrenos cuyos componentes son corrosivos se utilizan las varillas copperweld, que consiste en una varilla de hierro al que se le adhiere una lamina de cobre, este material combina las ventajas de alta conductividad del cobre con alta resistencia a la corrosión, buena resistencia mecánica para ser clavadas en el terreno, y se puede conectar a los cables de la red de tierra a través de conectores. Las dimensiones estándar de las varillas copperweld se muestran en la Tabla 1.15: DIMENSIONES ESTANDAR DE LAS VARILLAS COPPERWELD DIÁMETRO ( PULGADAS ) LONGITUD ( PIES ) ½ 8.0 5/8 10.0 ¾ 12.0 1 16.0 TABLA 1.15 - Conectores y Accesorios: Son los elementos que nos sirven para unir a la red de tierra los electrodos profundos, las estructuras, los neutros de los bancos de transformadores, etc. Los conectores mas usados en los sistemas de tierra son principalmente de tres tipos: a) Conectores Atornillados. b) Conectores a Presión. c) Conectores Soldados. Todos los tipos de conectores deben poder soportar la corriente de la red de tierra en forma continua, los conectores atornillados se fabrican con bronce de alto contenido  Manual de Instalaciones Eléctricas – CONELCA 1998 47 de cobre formando dos piezas que se unen por medio de tornillos cuyo material está formado por bronce al silicio que les da alta resistencia mecánica y a la corrosión. Los conectores soldados (Cadweld) son los más conocidos y seguros por lo que se usan con mucha frecuencia. 1.4.2 SISTEMA DE TIERRAS EN SUBESTACIONES Las subestaciones deberán tener un adecuado sistema de tierras al cual deberán estar conectados todos los elementos de la instalación que requieran la Puesta a tierra para: - Proveer un circuito de muy baja resistencia para la circulación de las corrientes a tierra ya sean debidas por falla a tierra del sistema o la operación de pararrayos. - Evitar que durante la circulación de corrientes de falla a tierra, puedan producirse diferencias de potencial entre distintos puntos de la subestación que puedan ser peligrosas para el personal, considerando que las tensiones tolerables por el cuerpo humano deben ser mayores que las tensiones resultantes en la red de tierras. - Facilitar la operación de los dispositivos de protección adecuados, para la eliminación de las fallas a tierra. - Proveer mayor confiabilidad y seguridad al servicio eléctrico. En la tabla 1.16 se muestran los valores máximos permitidos de la resistencia de tierra en una subestación, en función a su capacidad: 48 VALORES MÁXIMOS PERMITIDOS DE RESISTENCIA DE RED DE TIERRA DE UNA SUBESTACIÓN. CAPACIDAD DE LA SUBESTACIÓN (KVA) RESISTENCIA DE LA RED DE TIERRA (OHMIOS)  50 12 50 – 100 6 100 – 500 2 500 – 1,000 1.5 1,000 – 50,000 1 50,000 – 100,000 0.5 > 100,000 0.2 TABLA 1.16 1.4.3 DISPOSICIÓN FÍSICA DE LA RED DE TIERRA El cable que forme el perímetro exterior de la red de tierras, deberá ser continuo de manera que encierre toda el área en que se encuentra el equipo de la subestación, por lo menos un metro fuera del perímetro de la subestación, en aquellos lugares en que haya circulación de personas. La red de tierras deberá estar constituida por cables colocados paralela y perpendicularmente, con un espaciamiento adecuado a la resistividad del terreno y preferentemente formando mallas. En cada cruce de conductores de la red de tierra, éstos deberán conectarse rígidamente entre sí y en los puntos adecuados conectarse a electrodos de una longitud y diámetro mínimos de 2.40 m y 12.7 mm respectivamente, clavados verticalmente y/o construidos de tal manera que garantice el nivel de conductividad en el futuro. El diseño del sistema de tierras deberá considerar las cajas de registro necesarias para efectos de medición y mantenimiento.  Normas Técnicas de Diseño, Seguridad y Operación de las Instalaciones Eléctricas de Distribución – SIGET. 49 En el articulo 250-66 del Código Nacional Eléctrico (NEC), se recomienda que el calibre del conductor del electrodo de tierra, no sea menor que el que se indica en la Tabla 1.17, para conductores de cobre y aluminio: CALIBRE DEL CONDUCTOR DEL ELECTRODO DE TIERRA PARA SISTEMAS DE CORRIENTE ALTERNA. CALIBRE DEL CONDUCTOR MÁS GRANDE DE LA ACOMETIDA O SU EQUIVALENTE PARA CONDUCTORES EN PARALELO CALIBRE DEL CONDUCTOR DEL ELECTRODO DE PUESTA A TIERRA . COBRE ALUMINIO Ó COBRE CON ALUMINIO COBRE ALUMINIO O COBRE CON ALUMINIO 2 ó Menor 1/0 ó Menor 8 6 1 ó 1/0 2/0 ó 3/0 6 4 2/0 ó 3/0 4/0 ó 250 MCM 4 2 Mayor 3/0 hasta 350 MCM Mayor 250 MCM hasta 500 MCM 2 1/0 Mayor 350 MCM hasta 600 MCM Mayor 500 MCM hasta 900 MCM 1/0 3/0 Mayor 600 MCM hasta 1100 MCM Mayor 900 MCM hasta 1750 MCM 2/0 4/0 Mayor 1100 MCM Mayor 1750 MCM 3/0 250 MCM TABLA 1.17 1.4.4 PUESTA A TIERRA DE PARTES NO CONDUCTORAS - Las partes metálicas expuestas que no conducen corriente del equipo eléctrico, deberán conectarse a tierra en forma permanente, tales como cubiertas de tableros, tanques de transformadores, así como las defensas metálicas del equipo eléctrico, incluyendo cercas y mallas perimetrales.  NEC-1996: Tabla 250-66 “ Calibre del Conductor de Puesta a Tierra “ 50 - Con excepción de equipo instalado en lugares húmedos o lugares peligrosos las partes metálicas que no conducen corriente, pueden no conectarse a tierra, siempre que sean normalmente inaccesibles o que se protejan por medio de resguardos. Estos deben impedir que se puedan tocar inadvertidamente las partes metálicas mencionadas y simultáneamente, algún objeto conectado a tierra. - Las estructuras de acero de la subestación, en general, deberán conectarse a tierra. 1.4.5 PUNTO DE CONEXIÓN DEL CONDUCTOR DE PUESTA A TIERRA SISTEMAS DE CORRIENTE ALTERNA A) Hasta 750 V. La Puesta a tierra de un sistema trifásico conexión estrella de 4 hilos, o de un sistema monofásico de 3 hilos, deberá hacerse al conductor neutro. En otros sistemas de una, dos o tres fases, asociados con circuitos de alumbrado, la Puesta a tierra deberá hacerse al conductor común asociado con los circuitos de alumbrado. La Puesta a tierra deberá hacerse en la fuente de alimentación y en el lado de la carga de todo equipo de servicio. B) Más de 750 V Conductor sin pantalla (ya sea desnudo, forrado o aislado sin pantalla) la Puesta a tierra deberá hacerse al neutro, en la fuente de alimentación. Si se desea conexiones adicionales a lo largo de la trayectoria del neutro, se puede hacer cuando éste sea uno de los conductores del sistema. C) Conductor de puesta a tierra separado. Si se usa un conductor de puesta a tierra separado, añadido a un cable subterráneo, deberá ser conectado en el transformador de alimentación y en los accesorios del cable cuando se requiera que estos vayan conectados a tierra. Este conductor deberá estar colocado en el mismo conducto que los conductores del circuito. 51 1.5 TIPO DE CONFIGURACIÓN DEL SISTEMA ELECTRICO En el diseño e instalación del sistema de distribución eléctrica, es muy importante seleccionar el tipo de configuración mas apropiado del sistema, a fin de proporcionar un sistema de potencia confiable. 1.5.1 SISTEMA RADIAL Este sistema se utiliza generalmente en pequeñas instalaciones médicas, en el que los componentes más importantes son: un tablero principal en la entrada del servicio eléctrico y una pequeña planta eléctrica de emergencia. Estas instalaciones usualmente poseen algunos tableros que son alimentados de los dispositivos de sobrecorriente No Esenciales. En caso que el sistema requiera mayor grado de confiabilidad, pueden utilizarse dos o más Interruptores de Transferencia. 1.5.2 SISTEMA DE DOBLE TERMINAL Este sistema se utiliza generalmente para instalaciones de mas de 750 KVA. Dicho sistema utiliza un dispositivo de seccionamiento del Bus secundario que se encuentra normalmente abierto, el cual se encuentra enclavado con los dispositivos de protección principales (Cortacircuitos, Interruptores) de tal manera que los tres dispositivos de protección no pueden ser cerrados simultáneamente. En caso de que uno de los transformadores o alimentadores sufriera una falla, el dispositivo de seccionamiento del Bus puede ser manualmente cerrado, quedando toda la carga alimentada por el otro transformador. Otra de las ventajas de este sistema son las bajas corrientes de falla y la habilidad de separar las cargas de motores y cargas de rayos X que requieren un alto grado de regulación de voltaje. 1.5.3 SISTEMA DE RED Este Sistema consiste de dos o más transformadores con sus secundarios conectados a un mismo bus, a través de dispositivos de protección de la red. 52 Las ventajas de este sistema son: a) Alta confiabilidad b) El servicio no se interrumpe cuando uno de los alimentadores es removido c) Buena regulación de voltaje Sus desventajas son: a) Alto costo b) Altas corrientes de falla c) Imposibilidad de expandir la red sin incrementar los rangos de interrupción y tamaños de los componentes existentes El Sistema de Red es considerado el más confiable, pero a la vez el mas caro de los sistemas de servicio eléctrico. 1.5.4 SISTEMAS DE ALTA TENSION Estos sistemas están formados por dos o más transformadores, cada uno de ellos conectados a fuentes de voltaje primaria diferentes, a través de equipos de transferencia para proporcionar un suministro de energía normal y otro alterno. Los sistemas en alta tensión que más se utilizan para hospitales son: El sistema en anillo y el sistema selectivo primario, ambos sistemas permiten que un alimentador sea retirado sin que existan problemas con el suministro de energía en la instalación. Cuando sucede una falla en la fuente de energía primaria normal, el transformador es transferido a la fuente de energía primaria alternativo. 1.6 SEGURIDAD EN SUBESTACIONES 1.6.1 RÓTULOS DE ADVERTENCIA Deberá disponerse de rótulos completamente visibles, preferiblemente con símbolos y texto, previniendo al público del peligro, el texto de los rótulos deberá estar escrito en idioma español. 53 1.6.2 DISTANCIAS MÍNIMAS DE SEGURIDAD Se deberá mantener una distancia mínima de seguridad para evitar que ocurran daños personales y materiales por contacto de líneas eléctricas energizadas con personas, equipos, instalaciones o superficies. En una subestación se deberá prevenir el contacto entre: A) Componentes energizados y trabajadores (personas en general). B) Componentes energizados entre sí, por ejemplo, línea a línea. C) Componentes energizados y tierra. D) Componentes energizados y edificios u otras estructuras. E) Componentes energizados u otras instalaciones conductoras. 1.6.3 DISTANCIAS MÍNIMAS DE SEGURIDAD A PARTES ENERGIZADAS DESCUBIERTAS Todas las partes energizadas que operen a una tensión mayor de 150 voltios a tierra sin recubrimiento aislante adecuado, deberán protegerse de acuerdo con su tensión contra el contacto accidental de personas, ya sea que se usen resguardos especiales o bien localizando las partes energizadas respecto a los sitios donde pueden circular, o trabajar personas, a una altura y con una distancia horizontal igual o mayor que las indicadas en la tabla siguiente: 54 TABLA 1.18 A continuación se detallan notas que amplían el contenido de la Tabla anterior: Los valores de la Tabla anterior no fijan un requisito para diseñar el equipo, sino que fijan una norma para la instalación del resguardo. Por ejemplo, no es su propósito que se apliquen al espacio entre las partes energizadas y paredes de celdas metálicas, compartimentos o similares, ni al espacio entre barras colectoras y sus soportes, ni entre cuchillas y sus bases, ya que en estos casos intervienen múltiples factores que deciden el diseño del fabricante. 55 1.6.4 BARRERAS DE PROTECCIÓN Deberán emplearse barreras de protección tales como: cercas, mallas o muros perimetrales, con candado en las puertas u otros recursos apropiados, para mantener al público alejado de las instalaciones. Las barreras de protección deberán tener una altura mínima de 2.10 m. 1.6.5 ZONA DE SEGURIDAD PARA BARRERAS DE PROTECCIÓN Cuando se instalen cercas, mallas o muros perimetrales como barreras de protección para personal no autorizado, deben ser ubicadas de tal forma que las partes