Subido por José Luis Falcon

ET-10203001PR-PEMEX-2012

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PEMEX REFINACIÓN
SUBDIRECCIÓN DE ADMINISTRACIÓN Y FINANZAS
GERENCIA DE RECURSOS MATERIALES
PPPPPPPPPPPPPPPPPPPP
PETRÓLEOS MEXICANOS
ESPECIFICACIÓN TÉCNICA
ÍNDICE
“MEJORAMIENTO, MODIFICACIÓN,
REHABILITACIÓN Y MANTENIMIENTO DEL
SISTEMA DE PUESTA A TIERRA Y DEL SISTEMA DE
PROTECCIÓN ANTE TORMENTAS ELÉCTRICAS EN
INSTALACIONES TERRESTRES DE PETRÓLEOS
MEXICANOS Y ORGANISMOS SUBSIDIARIOS”
ET-10203001PR-PEMEX-2012
29 de octubre de 2012
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MEJORAMIENTO,
MODIFICACIÓN,
REHABILITACIÓN Y MANTENIMIENTO DEL
SISTEMA DE PUESTA A TIERRA Y DEL
SISTEMA
DE
PROTECCIÓN
ANTE
TORMENTAS
ELÉCTRICAS
EN
INSTALACIONES
TERRESTRES
DE
PETRÓLEOS MEXICANOS Y ORGANISMOS
SUBSIDIARIOS
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PREFACIO
Esta Especificación Técnica se elaboró en atención y cumplimiento a:
 Ley Federal sobre Metrología y Normalización y su Reglamento.
 Ley de Petróleos Mexicanos y su Reglamento.
 Ley de Adquisiciones, Arrendamientos y Servicios del Sector Público y su Reglamento.
 Ley de Obras Públicas y Servicios relacionados con las mismas y su Reglamento.
 Disposiciones Administrativas para la Contratación.
 Guía para la Emisión de Normas de Referencia CNPMOS-001- Rev1, de fecha 30-septiembre-2004.
En la elaboración de la presente Especificación Técnica participaron:
 Petróleos Mexicanos.
 Pemex Exploración y Producción.
 Pemex Refinación.
 Pemex Petroquímica.
 Pemex Gas y Petroquímica Básica.
Las observaciones y comentarios a esta especificación técnica se deben dirigir por escrito, en el formato
de comentarios de CNPMOS-001-A01, al: Secretario Técnico del Comité de Normalización de Petróleos
Mexicanos y Organismos Subsidiarios, Av. Marina Nacional No. 329, Torre Ejecutiva, Piso 35, Col.
Petróleos Mexicanos, C.P. 11311, México D.F. teléfono conmutador (55) 1944-2500, extensión 57540
correo electrónico: [email protected]
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MODIFICACIÓN,
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PROTECCIÓN
ANTE
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CONTENIDO
CAPITULO
0.
Introducción……………………………………………………………………………………...........4
1.
Objetivo…………………………………………………………………………………………………4
2.
Alcance………………………………………………………………………………………………….4
3.
Campo de aplicación………………………………………………………………………………….4
4.
Referencias…………………………………………………………………………………………….4
5.
Definiciones…………………………………………………………………………………………….5
6.
Símbolos y abreviaturas.……………………………………………………………………………...7
7.
Desarrollo.………………………………………………………………………………………………8
7.1.
Generalidades…………………………………………………………………………………………..8
7.2.
7.2.1.
7.2.2.
7.2.3.
7.2.4.
7.2.5.
7.2.6.
7.2.7.
SPT……………………………………….………………………………………………………………8
Componentes……………………………………………………..………………………………….…9
Arreglos del SPT………………………………………………………………………………………10
Mediciones eléctricas…………………………………………………………………………………13
Aspectos de instalación………………………………………………………………………………14
Mantenimiento…………………………………………………………………………………………19
Diseño………………………………………………………………………………………………….19
Supresores de sobretensión transitoria…………………………………………………………….20
8.
Responsabilidades…………………………………………………………………………………....21
9.
Concordancia con Normas Mexicanas o Internacionales……………………………………….. 21
10.
Bibliografía……………………………………………………………………………………………..21
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0. INTRODUCCIÓN.
Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios en cumplimiento de la Ley Federal sobre Metrología y
Normalización (LFMN), y con la facultad que le confiere la Ley de PEMEX, Ley de Adquisiciones,
Arrendamientos y Servicios del Sector Publico (LAASSP) y la Ley de Obras Publicas y Servicios
Relacionados con las mismas (LOPSRM), expide esta Especificación Técnica como complemento a la
NRF-070-PEMEX-2011 “Sistemas de Protección a Tierra para Instalaciones Petroleras”, a fin de
prevenir los riesgos por descargas eléctricas indeseables.
1.-
OBJETIVO.
Establecer los requerimientos técnicos generales que deben satisfacer los trabajos relativos al
mejoramiento, modificación, rehabilitación y mantenimiento del sistema de puesta a tierra y del
sistema de protección ante tormentas eléctricas en instalaciones terrestres de Petróleos Mexicanos y
Organismos Subsidiarios.
2.-
ALCANCE.
La presente Especificación Técnica rige en todo el territorio nacional y aplica en todos los centros de
trabajo de Petróleos Mexicanos y sus Organismos Subsidiarios donde se pretenda realizar trabajos de
mejoramiento, modificación, rehabilitación y mantenimiento del sistema de puesta a tierra y del
sistema de protección ante tormentas eléctricas y es complemento de la NRF-070-PEMEX-2011Sistemas de Protección a Tierra para Instalaciones Petroleras.
3.-
CAMPO DE APLICACIÓN.
La presente Especificación Técnica, es de aplicación general y observancia obligatoria en la
realización de los trabajos relativos al mejoramiento, modificación, rehabilitación y mantenimiento del
sistema de puesta a tierra y del sistema de protección ante tormentas eléctricas en instalaciones
terrestres de Petróleos Mexicanos y sus Organismos Subsidiarios, por lo que debe ser incluida en los
procedimientos de contratación: licitación pública, invitación a cuando menos tres personas, o
adjudicación directa, como parte de los requisitos que debe cumplir el proveedor, contratista o
licitante.
4.-
REFERENCIAS.
4.1
NOM-001-SEDE-2005- Instalaciones eléctricas. (Utilización).
4.2
NOM-008-SCFI-2002- Sistema General de Unidades de Medida.
4.3
NOM-022-STPS-2008- Electricidad Estática en los Centros de Trabajo-Condiciones de
Seguridad.
4.4
NMX-J-549-ANCE-2005- Sistema de Protección contra Tormentas Eléctricas-Especificaciones
Materiales y Métodos de Medición.
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4.5
NRF-048-PEMEX-2007- Diseño de Instalaciones Eléctricas.
4.6
NRF-070-PEMEX-2011- Sistemas de Protección a Tierra para Instalaciones Petroleras.
5.-
DEFINICIONES.
5.1 Acometida: Derivación que conecta la red del suministrador de energía eléctrica a las
instalaciones del usuario. Se aplica también al punto o lugar de alimentación a equipos o
subestaciones eléctricas.
5.2 Apartarrayos: Dispositivo de protección que limita las sobre tensiones transitorias en los
circuitos y equipos eléctricos, descargando la sobre corriente transitoria asociada; previene el flujo
continuo de corriente a tierra y es capaz de repetir esa función.
5.3 A tierra: Conexión conductora, intencionada o accidental, entre un circuito o equipo eléctrico y
el terreno natural o algún cuerpo conductor que sirva como tal.
5.4
As Built: Plano actualizado de acuerdo a lo construido.
5.5 Barra de unión equipotencial BUE (Barra de distribución de tierra): Barra rectangular de
cobre a la que se conectan físicamente un cierto número de conductores de puesta a tierra.
5.6 Bases técnicas de licitación: Es el compendio de los documentos que contienen los requisitos
técnicos referente a los trabajos que se van a desarrollar, con los que deben cumplir los interesados
en participar en la licitación.
5.7 Conductor de bajada: Elemento metálico de unión que proporciona una trayectoria de baja
impedancia desde las terminales aéreas hasta el sistema de puesta a tierra.
5.8 Conductor de puesta a tierra: Conductor utilizado para conectar a tierra un equipo o el circuito
de un sistema de alambrado, al electrodo o electrodos de puesta a tierra.
5.9 Conector (conectador) tipo compresión: Dispositivo mecánico que se usa para unir dos
conductores eléctricos en el cual la presión para fijar el conector al conductor se aplica externamente,
modificando el tamaño y la forma del conector y del conductor.
5.10 Conexión: Unión efectiva y permanente de los elementos metálicos para formar una trayectoria
eléctrica, la cual debe garantizar la continuidad y la capacidad para conducir en forma segura
cualquier corriente transitoria impuesta.
5.11 Charola: Es una sección o conjunto de secciones y accesorios, que forman un sistema
estructural rígido abierto, metálico o no metálico para soportar y alojar conductores eléctricos.
5.12 Electrodo de puesta a tierra: Cuerpo metálico en contacto último con el suelo, destinado a
establecer una conexión con el mismo, debe ser de un material resistente a la corrosión y buen
conductor, tal como cobre o cobre con alguna aleación.
5.13 Empalme: Dispositivo cuya función es asegurar la continuidad eléctrica y mecánica de dos
tramos de conductores.
5.14 Equivalente: Documento normativo equivalente, distinto a una NOM, NMX, Norma
Internacional (ISO, IEC, etc.) o NRF; puede ser una norma, especificación, método, estándar o código
que cubre requisitos y/o características físicas, químicas, fisicoquímicas, mecánicas o de cualquier
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naturaleza; considerando como documento normativo extranjero como los citados en esta
Especificación.
5.15 Estructura (aplicado a líneas aéreas): Unidad principal de soporte (metálica, concreto o
madera), generalmente un poste o una torre.
5.16 Flecha: Distancia medida verticalmente desde la parte más baja del conductor (catenaria) hasta
una línea recta imaginaria que une sus dos puntos de soporte.
5.17 Flecha entre soportes: Es la distancia que existe entre un soporte de charola y otro.
5.18 Hazop: Es el estudio de análisis de riesgo en la operación de una planta de proceso.
5.19 Hojas de datos: Es un documento en el que se indica información de equipo tal como: servicio,
condiciones de operación, tipo de materiales, características y componentes del equipo.
5.20 Ingeniería básica: Es la información técnica básica generada en función de las Bases de
usuario y Bases de diseño, que sirve como punto de partida para desarrollar la ingeniería de detalle.
En ella se definen las características principales de la instalación y comprende memoria descriptiva
del proyecto, hojas de datos y especificaciones técnicas de los equipos principales, diagrama unifilar
general, lista de equipo eléctrico, distribución general de fuerza, arreglo de equipo eléctrico y
clasificación de áreas.
5.21 Línea Aérea: Aquella que esta constituida por conductores eléctricos desnudos, forrados o
aislados, tendidos en el exterior de edificios o en espacios abiertos y que están soportados por postes
u otro tipo de estructuras con los accesorios necesarios para la fijación, separación y aislamiento de
los mismos conductores.
5.22 Línea subterránea: Aquella que esta constituida por uno o varios conductores aislados que
forman parte de un circuito eléctrico colocados bajo el nivel del suelo, ya sea directamente enterrados,
en ductos o en cualquier otro tipo de canalización.
5.23 Memorias de cálculo: Son los cálculos de ingeniería de diseño que se realizan y que sirven de
base para el desarrollo de la ingeniería básica y de detalle y permiten definir las especificaciones de
equipos y materiales.
5.24 Terminal aérea (Pararrayos): Elemento aéreo metálico cuya función es recibir la descarga del
rayo ofreciendo un punto de incidencia con el fin de evitar daños a la estructura a proteger.
5.25 Red de tierras: Es una red de protección usada para establecer un potencial uniforme en y
alrededor de alguna estructura metálica, líneas de proceso o equipos. Está unido sólidamente a los
electrodos de tierra.
5.26 Registro de puesta a tierra de separación de áreas: Es aquel que, por motivos de medición
eléctrica, debe ser capaz de desconectar los cables para separar dos o más mallas de puesta a tierra
interconectadas a nivel de suelo, y después poderlas conectar nuevamente por medios mecánicos.
5.27 Resistencia de conexión a tierra: Es la resistencia de puesta a tierra del sistema, medida
respecto a una tierra remota, o a la determinada por la formula de Laurent.
5.28 Resistividad del suelo: Es la resistencia por unidad de longitud, específica del terreno,
determinada en el lugar donde se localiza o se va a localizar el sistema de tierra.
5.29 Soldadura exotérmica: Conexión permanente entre conductores de cobre, electrodos de
puesta a tierra y/o metales de acero al carbón, unión a nivel molecular producto de una reacción
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exotérmica. Reducción del oxido de cobre por el aluminio dando origen a cobre en estado fundido y
residuo de oxido de aluminio.
5.30 Tierra (suelo): Elemento de dispersión o atenuación de las corrientes eléctricas.
Para efectos de esta especificación técnica, aplican las definiciones de los términos establecidos en la
NRF-070-PEMEX-2011 “Sistemas de Protección a Tierra para Instalaciones Petroleras”
6.-
SÍMBOLOS Y ABREVIATURAS.
A
ampere.
c.a.
corriente alterna.
cm
centímetro.
°C
grado Celsius.
Ω
ohm (unidad de resistencia).
Hz
Hertz (Frecuencia en ciclos por segundo).
kg
kilogramo.
K
kelvin.
m
metro.
2
mm
milímetro cuadrado.
V
volt (unidad de tensión).
In
inch (pulgada).
Ø
diámetro.
ANCE
Asociación de Normalización y Certificación, A.C.
AWG
American Wire Gauge (medida americana calibre de conductores).
BUE
Barra de Unión Equipotencial o Barra de Distribución de Tierra.
CNPMOS
Comité de Normalización de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios.
EMA
Entidad Mexicana de Acreditación.
KVA
Kilo voltampere.
NMX
Norma Mexicana.
NOM
Norma Oficial Mexicana.
NRF
Norma de Referencia.
SPT
Sistema de Puesta Tierra.
SPTE
Sistema de Protección ante Tormentas Eléctricas.
SEPTE Sistema Externo de Protección ante Tormentas Eléctricas.
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SSTT
Supresor de Sobre Tensión Transitoria.
UV
Ultra violeta.
SPT
Sistema de Puesta a Tierra.
SPTE
Sistema de Protección ante Tormentas Eléctricas.
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SEPTE Sistema Externo de Protección ante Tormentas Eléctricas.
SIPTE
Sistema Interno de Protección ante Tormentas Eléctricas.
SSTT
Supresores de Sobretensión Transitoria.
VCA
Volts en corriente alterna.
VCC
Volts en corriente directa.
Para efectos de esta Especificación Técnica aplican las unidades de medida señaladas en la NOM008-SCFI-2002.
7.-
DESARROLLO.
7.1
Generalidades
7.1.1 Los elementos que integran el sistema de puesta a tierra (SPT) y el sistema de protección ante
tormentas eléctricas (SPTE) deben ser pasivos, es decir, no deben conducir corriente eléctrica, ni
estar sujetos a diferencias de potencial que pongan en peligro la integridad física de las personas,
instalaciones y equipo, excepto en condiciones de falla o descargas atmosféricas.
Los componentes del SPT y SPTE son los siguientes:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
7.2
Conductor eléctrico (cable, alambre, solera, cinta, etc.).
Electrodos tipo Varillas (sólidas, tubulares).
Terminales aéreas de intercepción.
Conexiones (mecánico, a compresión irreversible y exotérmica).
Barras de Unión Equipotencial BUE (Barras de distribución de tierra).
Sujetadores y/o abrazaderas.
Registros de puesta a tierra.
Rellenos químicos.
El SPT
El SPT está integrado por lo siguiente:
Componentes.
Arreglos de SPT.
Mediciones Eléctricas.
Aspectos de instalación.
Mantenimiento.
Diseño.
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Supresores de Sobretensión Transitoria.
7.2.1
Componentes.
7.2.1.1
Conductores eléctricos.
a.
De la red de puesta a tierra del SPT, cumplir con el numeral 8.2.2 de la NRF-070-PEMEX-2011.
b.
De los conductores de bajada e interconexión a nivel de techo para el SPTE, cumplir con el
numeral 8.2.2 de la NRF-070-PEMEX-2011. Adicionalmente pueden utilizarse cintillas de cobre
o aluminio o acero inoxidable, con una sección transversal mínima indicada en la tabla 13 de la
NMX-J-549-ANCE-2005.
c.
Se pueden utilizar conductores de bajada especiales (cables especiales), que pueden consistir
en un conductor aislado con pantallas semiconductoras de confinamiento de campo eléctrico y
pantalla metálica exterior para la homogeneización del campo eléctrico. Estos cables deben
utilizarse con el único objetivo de disminuir distancias de seguridad en casos críticos (por
ejemplo, cuando no pueda reubicarse un conductor de bajada en espacios que contienen
equipo electrónico sensible, o cuando la distancia de seguridad no puede garantizarse y pueda
generarse un arco eléctrico en espacios con riesgo de fuego y explosión), bajo una justificación
técnica, siempre y cuando sean solicitados por PEMEX en las bases técnicas de licitación.
Estos cables deben tener una longitud ≤ 30 m.
7.2.1.2
Electrodos tipo Varillas.
Cumplir con el numeral 8.2.1.1 de la NRF-070-PEMEX-2011. En caso de utilizar electrodos de cobre
electrolítico, deberán ser totalmente de cobre, al 99,9 % de pureza.
Para los electrodos de puesta a tierra, se pueden utilizar cintas de cobre o aluminio o acero inoxidable,
con una sección transversal mínima indicada en la tabla 14 de la NMX-J-549-ANCE-2005, para
cumplir funciones de impacto directo de rayo.
7.2.1.3
Terminales aéreas de intercepción.
Cumplir con el numeral 8.11.2 (h) de la NRF-048-PEMEX-2007. Puede aplicarse la TABLA No. 11 de
la NMX-J-549-ANCE-2005, para cumplir funciones de impacto directo de rayo.
De acuerdo con el inciso d) numeral 8.11.2 de la NRF-048-PEMEX-2007, no se considera la
protección con sistemas de emisión de flujo o sistemas disipadores, los cuales solo se aplicarán en
caso de ser solicitados por PEMEX en las bases técnicas de licitación, además de contar con una
justificación técnica.
7.2.1.4
Conexiones.
Cumplir con el numeral 8.2.4 de la NRF-070-PEMEX-2011.
7.2.1.5
Barras de Unión Equipotencial BUE (Barras de distribución de tierra).
Cumplir con el numeral 8.2.9 de la NRF-070-PEMEX-2011.
7.2.1.6
Sujetadores o Abrazaderas.
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Cumplir con el numeral 8.2.11 de la NRF-070-PEMEX-2011.
7.2.1.7
Registros de puesta a tierra.
El registro de puesta a tierra debe cumplir con lo especificado en el numeral 4.3.4.4 (d) de la NMX-J549-ANCE-2005 para registros cuadrados, o el numeral 8.2.13 de la NRF-070-PEMEX-2011 para
registros redondos. Se recomienda que la profundidad de los registros sea entre 0.32 m y 0.6 m.
Para los registros de puesta a tierra que se encuentren en lugares de tránsito vehicular o maniobra
pesada y tránsito peatonal deben tomarse las precauciones para evitar su avería. Así mismo estos
registros, por seguridad, deben reubicarse a solicitud del usuario y deben cumplir con las normas
aplicables vigentes.
7.2.1.8
Rellenos químicos
El uso de rellenos químicos debe justificarse técnicamente, mediante la evidencia de lo siguiente:
1.
2.
Cuando el suelo es altamente corrosivo para el material del electrodo tipo varilla y los
conductores enterrados. Esta información técnica puede obtenerse de los estudios geotécnicos
de la instalación.
Cuando los cálculos técnicos de la red de puesta a tierra indiquen que es difícil o imposible lograr
el valor recomendado de resistencia por métodos convencionales (lazos cerrados, contraantenas, electrodos profundos).
Se debe entregar a PEMEX un certificado por un laboratorio ACREDITADO en los términos que
establece la LFMN para cumplir con el apartado 8.2.8 de la NRF-070-PEMEX-2011.
7.2.2 Arreglos del SPT.
7.2.2 1 Para definir los arreglos del SPT en la etapa de diseño, modificación, mejoramiento o
rehabilitación, deben realizarse mediciones de resistividad del suelo en el sitio donde se construirá la
instalación, o donde se ubique la instalación en operación. Para ello, es necesario obtener la
resistividad uniforme equivalente del suelo, con base en el procedimiento indicado en el Apéndice B
de la NMX-J-549-ANCE-2005.
7.2.2 2 El cálculo de la resistencia de puesta a tierra con fórmulas simplificadas debe realizarse con
la ayuda de la información contenida en el Apéndice C de la NMX-J-549-ANCE-2005. La tabla 1 indica
el arreglo mínimo requerido para cada sistema. El sistema cumple con cualquier opción “SI” de la
tabla.
SISTEMA
SUBSISTEMA
ELÉCTRICO
Baja Tensión
Subestaciones
de Potencia
Subestaciones
de Distribución
SI
3 ó más
electrodos
verticales en
paralelo
SI
NO
NO
SI
SI
NO
SI
SI
SI
Un solo
electrodo
vertical (varilla)
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Lazo cerrado /
malla
Electrodos
profundos
SI
SI
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SEPTE
ELECTRONICO
Planta Eléctrica
Cargas
Electrostáticas
Área de
Procesos
Área de Tanques
Edificios
Torre Telecom
Cuartos de
Control
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NO
NO
SI
SI
SI
SI
SI
SI
NO
SI
SI
SI
NO
NO
NO
NO
SI
SI
SI
SI
SI
NO
NO
SI
NO
NO
SI
SI
Tabla 1. Arreglo mínimo requerido por sistema.
7.2.2.3 Para el arreglo en paralelo de electrodos verticales tipo varilla, la separación entre ellos debe
ser el doble de su longitud de enterramiento del electrodo, como se indica en el numeral 4.3.4.3 de la
NMX-J-549-ANCE-2005.
7.2.2.4
Los valores de puesta a tierra exigidos por cada subsistema se indican en la tabla 2.
SISTEMA
Instalaciones eléctricas en baja
tensión (hasta 600 VCA y 1,500 VCC
VALOR (Ω)
MARCO NORMATIVO
25
NOM-001-SEDE-2005
Artículo 250-81
10
Puesta a tierra
25
Eléctrico subterráneo
5
Electrónico, digital, instrumentación,
control, etc.
1
NOM-001-SEDE-2005
Artículo 921-18
NOM-001-SEDE-2005
Artículo 921-18 (b)
NRF-048-PEMEX-2007
Numeral 8.11.1 (d)
5
Subestaciones eléctricas
10
NOM-001-SEDE-2005
Artículo 921-25 (b)
25
Sistema
de
protección
contra
tormentas eléctricas en edificios
ordinarios e instalaciones con riesgo
de fuego y explosión
Centros de trabajo donde se
almacenen, manejen o transporten
sustancias inflamables o explosivas
y que por la naturaleza de sus
10
NMX-J-549-ANCE-2005
Punto 4.3.4
10
NOM-022-STPS-2008
Artículo 9.2 (f)
Página 11 de 21
OBSERVACIONES
Se consideran algunas
aplicaciones especificadas
arriba de 600 VCA o 1,500 VCC.
Baja resistividad del suelo (≤100
Ωm)
Alta resistividad del suelo (>100
Ωm)
Valor exigido por fabricante
Tensión eléctrica máxima
>34.5 kV
Capac. Máx. Transformador
>250 kVA
Tensión eléctrica máxima
34.5 kV
Capac. Máx. Transformador
>250 kVA
Tensión eléctrica máxima
34.5 kV
Capac. Máx. Transformador
250 kVA
Para el sistema de protección
contra tormentas eléctricas
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procesos
empleen
materiales,
sustancias o equipos capaces de
almacenar
o
generar
cargas
eléctricas estáticas o que estén
ubicados en una zona donde puedan
recibir
descargas
eléctricas
atmosféricas
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Para las instalaciones del Centro
de Trabajo
25
Tabla 2. Valores máximos para la resistencia de puesta a tierra de cada sistema.
7.2.2.5 En caso de obtener un valor de resistencia de puesta a tierra mayor que el indicado en la
tabla N° 2 de esta especificación técnica, para el sistema correspondiente, modificar la red de puesta
a tierra de acuerdo con el Apéndice C de la NMX-J-549-ANCE-2005, considerando los elementos
necesarios hasta lograr los valores normativos:
a. Obtener la resistividad del terreno.
b. Revisión de los elementos del SPT existente: electrodos, conductores y conectores.
c. Reparar y/o cambiar los elementos defectuosos.
d. Volver a tomar mediciones y verificar si cumple; si no cumple: Instalar un SPT auxiliar con 3 o más
electrodos en paralelo y conectarlo al SPT existente o incluir mejoramiento del terreno con relleno
químico o material higroscópico.
7.2.2.6 Si la resistividad del suelo es mayor que 3000 Ω-m, se permiten 50 Ω de valor de resistencia
de puesta a tierra para permitir la operación de los dispositivos de protección.
7.2.2.7 Para evitar diferencias de potencial peligrosas para el personal y el equipo, todos las redes
de puesta a tierra de los sistemas deben estar interconectados a nivel del subsuelo, con un conductor
de sección transversal mínima de 67.43 mm2 (2/0 AWG). Para ello es recomendable instalar una red
general de puesta a tierra que encierre todos los sistemas, con la misma sección transversal mínima
de 67.43 mm2 (2/0 AWG).
7.2.2.8 Criterios complementarios que deben aplicarse para el diseño e instalación de los siguientes
sistemas:
7.2.2.8.1 Sistema eléctrico
7.2.2.8.1.1 La conexión a tierra del neutro del sistema eléctrico se debe realizar en un único punto en
la acometida del transformador.
7.2.2.8.1.2 Se debe instalar una BUE principal (y en su caso BUE’s secundarias en forma radial) en
la cual serán conectados los gabinetes de equipo eléctrico, estructuras y cualquier otra instalación
metálica no conductora de corriente, mediante una conexión mecánica y conectada en sus extremos a
la red de puesta a tierra. La BUE principal debe estar unida al menos en dos puntos separados de la
red de puesta a tierra del sistema.
7.2.2.8.1.3 Todo equipo o dispositivo eléctrico, debe estar conectado a tierra (BUE principal o BUE
secundaria) con conductor de cobre desnudo semiduro, sección transversal mínima de 33.62 mm2 (2
AWG).
7.2.2.8.2 Sistema Electrónico
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7.2.2.8.2.1 La resistencia de puesta a tierra debe cumplir con lo indicado en la Tabla N° 2 de esta
especificación técnica.
7.2.2.8.2.2 Se debe instalar una BUE principal donde se conecten los gabinetes de equipo
electrónico y comunicaciones, estructuras y toda otra instalación metálica existente no conductora de
corriente, mediante una conexión mecánica y conectada en sus extremos a la red de puesta a tierra.
La BUE principal debe estar unida al menos en dos puntos separados de la red de puesta a tierra del
sistema.
7.2.2.8.2.3 Las mallas de protección de los instrumentos de campo deben conectarse a tierra
solamente en el extremo del gabinete, mediante una conexión mecánica.
7.2.2 8.3 SEPTE
7.2.2 8.3.1 El número y ubicación de las terminales aéreas de intercepción de rayo, los conductores
de bajada y el arreglo de la red de puesta a tierra deben calcularse de acuerdo con el criterio de la
NMX-J-549-ANCE-2005.
7.2.2 8.3.2 En los casos donde exista red eléctrica, deben instalarse dispositivos de protección que
limite las sobretensiones transitorias descargando o desviando la sobrecorriente así producida a tierra,
y evitando que continúe el paso de corriente eléctrica, siendo capaz de repetir esta función. Deben
seleccionarse de acuerdo con el artículo 280 de la NOM-001-SEDE-2005 y su ubicación debe cumplir
con lo indicado en el numeral 4.4.3 de la NMX-J-549-ANCE-2005, para acometida, tableros
principales, secundarios y equipo a proteger, en las categorías A, B, C y D. Las características
mínimas a cumplir se indican en la sección de Supresores de Sobretensión Transitoria (SSTT).
7.2.3 Mediciones eléctricas.
7.2.3.1 Generalidades
7.2.3.1.1 La NOM-022-STPS-2008 indica que las mediciones de resistencia de puesta a tierra de la
instalación se realicen con el método de caída de potencial, indicado en el Apéndice C de la NMX-J549-ANCE-2005. La ubicación del electrodo auxiliar de corriente dependerá del tamaño de la red de
puesta a tierra a medir, además se incluye en la “Guía técnica para regular las actividades de
inspección y mantenimiento en los sistemas de protección contra descargas atmosféricas y sistemas
de puesta a tierra” clave 800/16000/DCO/GT/073/08 Rev. 0.
7.2.3.1.2 Para una sola varilla enterrada, la distancia al electrodo auxiliar de corriente deberá ser
cuando menos diez veces la longitud de enterramiento de la varilla, realizando cuando menos diez
mediciones con el electrodo auxiliar de potencial, en el intervalo comprendido entre el 25 por ciento y
100 por ciento de la distancia al electrodo auxiliar de corriente.
7.2.3.1.3 Para una malla que contiene un área interconectada, la distancia al electrodo auxiliar de
corriente deberá ser cuando menos dos veces la diagonal del área de la malla, realizando cuando
menos diez mediciones con el electrodo auxiliar de potencial, en el intervalo comprendido entre el 25
por ciento y 100 por ciento de la distancia al electrodo auxiliar de corriente.
7.2.3.1.4 Cuando la instalación es muy grande (por ejemplo en Terminales Marítimas, Refinerías,
Terminales de Distribución, etc.) y la instalación está interconectada en todas sus partes, la medición
con el método de caída de potencial llega a ser muy difícil de realizar. En dichos casos, debe
procederse como sigue:
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1. Realizar mediciones de resistividad del suelo en las inmediaciones de la instalación, y obtener el
valor de resistividad uniforme equivalente, con base en lo indicado en el apéndice B de la NMX-J-549ANCE-2005. NOTA: Debe verificarse que no existan elementos metálicos enterrados bajo la superficie
de medición, ya que esto podría distorsionar las mediciones.
2. Realizar mediciones de continuidad registros vs registros de puesta a tierra y puntos de conexión a
equipo vs registros. El valor mínimo aceptado para la condición de continuidad es de 0.1 Ω.
3. Si la instalación tiene una malla interconectada (verificado como resultado de las mediciones de
continuidad), calcular la resistencia de puesta a tierra con base en la resistividad uniforme equivalente
y la geometría de la malla interconectada.
7.2.3.2
Equipo de medición
Cumplir con lo indicado en el numeral 8.4.2 de la NRF-070-PEMEX-2010. Los cables de medición
pueden ser mayores, dependiendo del arreglo instalado para la red de puesta a tierra (electrodo único,
arreglo de electrodos, electrodos profundos, lazos cerrados, mallas).
7.2.3.3
Equipo tipo gancho
Existen en el mercado medidores de tierra tipo gancho, los cuales necesitan forzosamente un retorno
para realizar correctamente la medición. Este medidor es útil cuando la red de puesta a tierra consiste
de un arreglo sencillo de algunos electrodos, y cuando dicho arreglo tiene una forma de retorno para
la corriente de prueba. En redes muy grandes interconectadas, el medidor de gancho no reproduce el
valor de la resistencia de puesta a tierra, sino el valor de interconexión a la red de puesta a tierra del
punto medido, por lo que su utilidad se reduce a la obtención de condiciones de continuidad. Su uso
debe estar plenamente justificado técnicamente, para garantizar la medición de resistencia de puesta
a tierra.
7.2.4
7.2.4.1
Aspectos de instalación.
Conductor de la red de puesta a tierra
La profundidad debe ser ≥ 0.6 m respecto del piso terminado, a menos que las condiciones del suelo o
aspectos económicos lo impidan. Debe realizarse una zanja de cuando menos 0.3 m de ancho. El
procedimiento es el siguiente:
1. La excavación podrá realizarse con herramienta manual en terrenos blandos (cultivo y no cultivo),
donde la roca no se encuentre expuesta a la vista. La excavación deberá realizarse con maquinaria
en suelos rocosos (aquellos donde la roca se encuentre expuesta a la vista).
2. El relleno de la zanja deberá realizarse en tres capas, apisonando y humedeciendo cada capa
antes de llenar la siguiente capa.
3. El conductor de la red de puesta a tierra deberá instalarse sobre la primera capa compactada de
relleno.
7.2.4.2
Instalación de electrodos tipo varilla
Cuando este tipo de electrodo se entierra en el suelo, debe considerarse el tipo de suelo. Si el suelo
es suave, puede hincarse directamente. Si el suelo es semi-rocoso o rocoso, debe realizarse primero
un barreno y después insertar el electrodo, rellenar el área circundante del electrodo ya sea con
producto de la excavación, con alguna tierra mejorada o con relleno químico. Si se rellena con tierra
debe compactarse en por lo menos tres capas. Si es con material químico o higroscópico, deben
atenderse las recomendaciones del fabricante para su instalación.
7.2.4.3
Tres o más electrodos tipo varilla
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En un SPT con tres o más electrodos como arreglo, derivar del conductor principal las conexiones a
cada varilla (ver figura 1 de esta especificación técnica).
7.2.4.4
Dos o más electrodos tipo varilla
Si se utilizan dos o más de este tipo de electrodos, la unión entre ellos debe realizarse en forma
continua desde el primer electrodo hasta el último de ellos. Es decir, no se debe interrumpir la
continuidad del cable de interconexión entre ellos a nivel enterrado para conectar a cada una de las
varillas, sino que del conductor continuo de unión, derivar las conexiones a cada varilla. Ver figura 1
de esta especificación técnica.
60 cm
2/0 AWG
Sold.
Electrodo 5/8” X 3 M
Figura 1. Conexión recomendada para tres o más electrodos de puesta a tierra.
7.2.4.5
Lazo cerrado
7.2.4.5.1 Aplica el mismo criterio que para tres o más electrodos: derivar del conductor principal las
conexiones a cada varilla. El lazo debe ser continuo hasta el punto de interconexión entre sus
extremos, los cuales deberán estar unidos exotérmicamente. Todas las conexiones deberán ser con
soldadura exotérmica. (Ver figura 2 y 3, de esta especificación técnica). Para la figura 2, el anillo debe
estar instalado preferentemente ≥1m de distancia del tanque. Para la figura 3, la distancia entre
electrodos verticales (varillas) debe ser ≥ 2L, done L es la longitud del electrodo vertical enterrado.
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7.2.4.5.2 En este caso, el lazo debe ser continuo hasta el punto de interconexión entre sus extremos,
los cuales deben unidos exotérmicamente. En caso de contener electrodos verticales tipo varilla, la
unión entre ellos debe realizarse en forma continua desde el primer electrodo hasta el último de ellos,
derivando las conexiones a cada electrodo a partir del lazo continúo. Ver figura 2, de esta
especificación técnica. Todas las conexiones deben ser con soldadura exotérmica.
7.2.4.5.3 En caso de que el lazo cerrado no pueda implementarse en instalaciones existentes, dicho
lazo puede omiterse siempre y cuando las conexiones de puesta a tierra del tanque se lleven hasta la
red general de puesta en tierra.
Red de puesta
a tierra.
Dique.
Lazo
continuo.
1m
TV ‐01
Soldaduras
exotérmicas.
NRF‐048‐PEMEX.
Cap.‐ 8.11.1 (j, l y
n).
Registro con electrodo
vertical de puesta a tierra.
Figura 2. Conexión de electrodos verticales (varillas) con el conductor horizontal de la red de
puesta a tierra en forma de anillo cerrado, el cual debe ser continuo, sin interrupciones o
cortes.
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CONEXIÓN
EXOTERMICA
CONEXIÓN
MECANICA O
EXOTERMICA
CONDUCTOR
HORIZONTAL DE LA
RED DE PUESTA A
TIERRA EN FORMA
CONTINUA
ELECTRODO
VERTICAL
Figura 3. Arreglo típico para torre de telecomunicaciones en suelo natural.
7.2.4.6
Electrodos profundos
Todo electrodo profundo deberá estar soportado por un estudio técnico de resistividad del suelo, con
el objeto de caracterizar los valores a diferentes profundidades, y poder así determinar la profundidad
óptima del electrodo profundo. Es recomendable utilizar un relleno químico o tierra mejorada en su
instalación.
7.2.4.7
Tipo de conexiones
7.2.4.7.1 Las conexiones deben aplicarse, con base en el criterio indicado en la tabla 3. La conexión
cumple con cualquier opción “SI” de la tabla.
Conexión
Cable-estructura
metálica
Cable-varilla en
registro
de
puesta a tierra
Cable-varilla en
registro
de
puesta a tierra
de
separación
Tipo de conexión
A compresión
Exotérmica
irreversible
Mecánica
Figura en
SI
NO
SI
Guía técnica
800/16000/DCO/GT/073/08
SI
NO
SI
Guía técnica
800/16000/DCO/GT/073/08
NO
NO
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SI
Guía técnica
800/16000/DCO/GT/073/08
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de áreas
Cable-motor
NO
NO
SI
Guía técnica
800/16000/DCO/GT/073/08
NO
NO
SI
Guía técnica
800/16000/DCO/GT/073/08
SI
SI
NO
Guía técnica
800/16000/DCO/GT/073/08
SI
NO
SI
Guía técnica
800/16000/DCO/GT/073/08
Cable-tanque
Cable-cable
Cable-tubería
Cable-cubierta
equipo eléctrico
(baja tensión),
electrónico
e
instrumentos
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NOM-001-SEDE-2005
NO
NO
SI
Tabla 3. Tipo de conexión para diferentes puntos de la instalación y equipo.
7.2.4.7.2 La conexión mecánica cable-tanque debe ser con zapata y tornillo. Las dimensiones de la
placa debe cumplir con lo indicado en el numeral 8.11.1 (l) de la NRF-048-PEMEX-2007.
7.2.4.7.3 Cuando el equipo o estructura metálica a conectar sea móvil o temporal (reemplazo o
mantenimiento continuo), la conexión debe ser mecánica.
7.2.4.8
Conductor del SPTE a nivel de azotea
El conductor debe cumplir con la sección transversal indicada en el numeral 6.2.2 de la NMX-J-549ANCE-2005. Este conductor debe unir todas las terminales aéreas de intercepción instaladas a nivel
de azotea.
7.2.4.9
Conductor de bajada del SPTE
El conductor de bajada debe cumplir con la sección transversal indicada en el numeral 6.2.2 de la
NMX-J-549-ANCE-2005. Debe fijarse con sujetadores o abrazaderas a prueba de rayos UV.
7.2.4.10 Red de puesta a tierra del SPTE
En ningún caso se permite que el conductor de bajada esté conectado a tierra por medio de un solo
electrodo vertical, a menos que éste sea un electrodo profundo. Por lo tanto, si el electrodo no es
profundo (profundidades de hasta 5 m), el arreglo de puesta a tierra para cada conductor de bajada
debe contener al menos tres electrodos, como se indica en el numeral 4.3.3.3.1 (e) de la NMX-J-549ANCE-2005 Aplicar las medidas de seguridad para el conductor de bajada indicadas en el numeral
4.3.3.3 de la NMX-J-549-ANCE-2005.
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7.2.5
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Mantenimiento.
Para las labores de mantenimiento del sistema de puesta a tierra y del sistema de protección ante
tormentas eléctricas, deben cumplirse los lineamientos indicados en la Guía Técnica
800/16000/DCO/GT/073/08 vigente.
7.2.6 Diseño.
7.2.6.1
El diseño debe cumplir con lo siguiente:
1. El diseño del SPT debe estar basado en las características eléctricas del suelo (resistividad del
suelo), por lo que debe obtenerse este valor por medio de mediciones de campo, con base en lo
indicado en el Apéndice C de la NMX-J-549-ANCE-2005.
2. El arreglo del SPT dependerá del sistema a proteger. Deben cumplirse los criterios indicados en la
tabla 1 de esta especificación técnica.
3. El diseño del SPTE en cada instalación debe ser integral, como se indica en la NMX-J-549-ANCE2005, es decir, debe diseñarse el sistema externo SEPTE (numeral 4.3) y el sistema interno SIPTE
(numeral 4.4).
4. El SEPTE debe diseñarse con el criterio de la esfera rodante, como se indica en el numeral 4.3.1
de la NMX-J-549-ANCE-2005.
5. El diseño del SIPTE debe incluir la Unión Equipotencial, Puesta a Tierra de equipos y sistemas y
SSTT.
7.2.6.2 En la etapa de diseño, tanto el SPTE como el SPT deben estar justificadas y entregar a
PEMEX la memoria técnica, que incluya los siguientes aspectos:
7.2.6.2.1 Sistema Externo de Protección ante Tormentas Eléctricas SEPTE (con base en la NMX-J549-ANCE-2005).
a. Cálculo del nivel de riesgo (cuando aplique).
b. Selección del Nivel de Protección para el impacto directo de rayo.
c. Ubicación y altura de las terminales aéreas de intercepción, con base en el criterio de la esfera
rodante.
d. Ubicación y número de conductores de bajada.
e. Cálculo de las distancias de seguridad en cada conductor de bajada.
7.2.6.2.2 Sistema Interno de Protección ante Tormentas Eléctricas SIPTE.
a. Topología de red interna para la puesta a tierra de equipo dinámico y estático, sistema eléctrico y
equipo electrónico, con base en el cumplimiento de la NOM-001-SEDE-2005, NMX-J-549-ANCE2005 y la NRF-048-PEMEX-2007. Incluye la disposición de Barras de Unión Equipotencial (BUE).
b. Ubicación y selección de SSTT, con la información mínima exigida en la sección “SSTT” de este
documento. Debe proporcionarse plano de ubicación en diagrama unifilar (para el sistema
eléctrico) o diagrama de control (para el sistema electrónico – señal, control, video, etc).
7.2.6.2.3 Sistema de Puesta a Tierra SPT.
a. Anexo técnico de mediciones en campo de la resistividad del suelo. Debe proporcionarse gráficas
de mediciones y cálculo de la resistividad uniforme equivalente.
b. Arreglo seleccionado para la red de puesta a tierra, donde se indique la ubicación de registros de
puesta a tierra de separación de áreas y su justificación técnica, con base en la tabla 1. Debe
proporcionarse plano de topología.
c. Cálculo de la resistencia de puesta a tierra de la red seleccionada.
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7.2.7
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Supresores de sobretensión transitoria (SSTT)
7.2.7.1 Estos supresores representan el equipo requerido para la protección de los circuitos en
corriente alterna (C.A.), corriente directa (C.D.) y circuitos y equipos electrónicos para los efectos de
transitorios inducidos por rayo, transitorios generados en el sistema eléctrico de alimentación y
transitorios generados internamente.
7.2.7.2 Los SSTT ubicados en el servicio o alambrado eléctrico (acometida, paneles de distribución
y circuitos derivados) deben ser suministrados por un solo fabricante.
7.2.7.3 El fabricante debe garantizar, al momento de la compra o instalación, que sus productos
originalmente adquiridos, o su equivalente, seguirán disponibles en el mercado por los próximos 10
años.
7.2.7.4 El fabricante debe garantizar que los supresores y sus accesorios estén libres de defectos
de fábrica (material y ensamblado) por al menos 10 años de servicio. La garantía debe consistir en el
remplazo del supresor. Todos los circuitos de diagnóstico complementarios (vida útil, contador, etc.)
deben estar garantizados por un plazo no menor que 10 años.
7.2.7.5 La instalación de supresores no debe modificar la operación de los circuitos eléctricos ni de
los equipos a los cuales se pretenden proteger.
7.2.7.6 La documentación de los supresores seleccionados debe contener, más no estar limitada a,
la siguiente información general:
a. Hoja técnica de cada supresor, indicando tensión de operación (“clamp voltaje”), tamaño de los
conductores, tipo de conductores, configuración de conexión, conexión de terminales.
b. Hoja técnica donde se indique y demuestre técnicamente la habilidad del producto para garantizar
o exceder los requerimientos indicados.
c. Dibujos del supresor con dimensiones, características de montaje y longitud de terminales de
conexión.
d. Diagrama unifilar donde se indique la ubicación y tipo de supresor.
e. Lista detallada de todos los sistemas de protección involucrados con la instalación del supresor,
tales como fusibles, desconectadores y materiales de protección.
f. Alambrado del supresor (conexión de unión equipotencial, conexión a tierra y alambrado (hilos
energizados).
7.2.7.7
La documentación técnica de los supresores debe incluir lo siguiente:
a. Indicar todos los modos de protección (L-L. L-G, L-N, N-G).
b. La conexión L-N-G no debe aceptarse como un sustituto de la conexión L-G.
c. La combinación L-N-L y L-G-L puede aceptarse como una conexión L-L.
d. Indicar la evidencia de que el supresor cumple las pruebas de corriente, con base en las corrientes
mínimas indicadas en el numeral 4.4.3 de la NMX-J-549-ANCE-2005.
e. Los supresores deben tener una conexión a tierra separada de la conexión del hilo de seguridad o
de tierra del sistema eléctrico. Sin embargo, la conexión a tierra debe ser al sistema de puesta a
tierra general del sistema o edificio.
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8 RESPONSABILIDADES.
8.1 Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios.
Vigilar que se apliquen los requisitos y recomendaciones de esta Especificación Técnica en las
actividades de mejoramiento, modificación, rehabilitación y mantenimiento del sistema de puesta a
tierra y del sistema de protección ante tormentas eléctricas en instalaciones terrestres de Petróleos
Mexicanos y sus Organismos Subsidiarios.
8.2 Subcomité Técnico de Normalización de PEMEX-Refinación
Establecer comunicación con las áreas usuarias de Petróleos Mexicanos y sus Organismos
Subsidiarios, así como con los fabricantes y proveedores de materiales, equipos y servicios, para
mantener su contenido y requerimientos actualizados, con el fin de asegurar que el mejoramiento,
modificación, rehabilitación y mantenimiento del sistema de puesta a tierra y del sistema de protección
ante tormentas eléctricas en instalaciones terrestres de Petróleos Mexicanos y sus Organismos
Subsidiarios cumplan con esta especificación técnica.
8.3
Proveedores.
Conocer el contenido de la presente Especificación Técnica y cumplir con los requisitos de la misma,
para asegurar el mejoramiento, modificación, rehabilitación y mantenimiento del sistema de puesta a
tierra y del sistema de protección ante tormentas eléctricas en instalaciones terrestres de Petróleos
Mexicanos y Organismos Subsidiarios.
9
CONCORDANCIA CON NORMAS MEXICANAS O INTERNACIONALES
Esta Especificación Técnica concuerda parcialmente con las siguientes normas:
NOM-001-SEDE-2005 Instalaciones eléctricas. (Utilización).
NOM-008-SCFI - 2002 Sistema General de Unidades de Medida.
NOM-022-STPS-2008 Electricidad Estática en los Centros de Trabajo-Condiciones de Seguridad.
NMX-J-549-ANCE-2005 Sistema
Materiales y Métodos de Medición.
de
Protección
contra
Tormentas
Eléctricas-Especificaciones,
NRF-048-PEMEX-2007 Diseño de Instalaciones Eléctricas.
NRF-070-PEMEX-2011 Sistemas de Protección a Tierra para Instalaciones Petroleras.
10. BIBLIOGRAFÍA.
10.1 Guía Técnica 800/16000/DCO/GT/073/08- Guía Técnica para Regular las Actividades de
Inspección y Mantenimiento en los Sistemas de protección contra descargas Atmosféricas y Sistemas
de Puesta a Tierra.
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