Las sobretensiones son aquellas que superan los límites máximos permitidos para una determinada red eléctrica. Una sobretensión es un salto brusco de tensión entre una fase y tierra que dura una fracción de segundo. Esta caída de tensión no sólo es peligrosa para la línea, sino también para los aparatos conectados a ella. Para evitar que esto ocurra, se utiliza un protector de sobretensión.
Contenido
- 1 ¿Qué es un protector de sobretensión y por qué lo necesito?
- 2 Principio de funcionamiento y diseño
- 3 Tipos de protectores de sobretensión
- 4 Clases de protectores de sobretensión
- 5 ¿Cómo elegir un protector de sobretensión?
- 6 ¿Cómo conectar un protector de sobretensión en una casa particular?
- 7 Errores de cableado
¿Qué es un protector de sobretensión y para qué sirve?
Un protector contra sobretensiones es un dispositivo de protección contra sobretensiones que protege las instalaciones eléctricas hasta 1kV. El dispositivo protege contra las sobretensiones de la red y los rayos desviando los impulsos de corriente a tierra.
El protector de sobretensión sólo se utiliza en sistemas de distribución de energía de baja tensión. El dispositivo es adecuado tanto para plantas industriales como para edificios residenciales.
El protector de sobretensión viene en dos tipos:
- OPS - supresor de sobretensiones de red;
- OIN - supresor de sobretensiones.
Principio de funcionamiento y diseño
El principio del SPD es el uso de varistores, un elemento no lineal en forma de resistencia semiconductora que resiste la tensión aplicada.
El DOCUP tiene dos tipos de protección:
- Desequilibrado (en fase): cuando se produce una sobretensión, el dispositivo dirige los impulsos a tierra (fase a tierra y neutro a tierra);
- Simétrico (diferencial): en caso de sobretensión, la energía se dirige a otro conductor activo (fase a fase o fase a neutro).
Para entender mejor la protección contra sobretensiones, aquí hay un breve ejemplo.
La tensión normal de un circuito es de 220 V, pero cuando se produce un impulso en ese mismo circuito, la tensión aumenta bruscamente, por ejemplo, cuando cae un rayo. En el caso de una repentina pico de tensiónLa sobrecarga en el SPD disminuye su resistencia, lo que provoca un cortocircuito, que a su vez activa el interruptor automático y, posteriormente, conduce a la desconexión del propio circuito. Esto protege la instalación eléctrica contra las fluctuaciones bruscas de tensión, impidiendo que un impulso de alta tensión fluya a través de ella.
Tipos de protectores de sobretensión
Los protectores de sobretensión se presentan en versiones de uno o dos orificios y se dividen en subdividido en:
- Conmutación;
- Limitante;
- Combinado.
Dispositivos de protección de conmutación
El rasgo característico de los dispositivos de conmutación es su alta resistencia, que cae a cero instantáneamente cuando se produce un fuerte impulso de tensión. El principio de funcionamiento de los dispositivos de conmutación se basa en los descargadores de sobretensión.
Supresores de sobretensión de línea (supresores de sobretensión)
Un descargador de sobretensión también se caracteriza por una alta resistencia. Se diferencia de un dispositivo de conmutación sólo en el hecho de que la resistencia se reduce gradualmente. El descargador se basa en el varistor (resistencia) utilizado en su construcción. La resistencia del varistor está en una relación no lineal con la tensión que se le aplica. Un aumento repentino de la tensión provocará también un fuerte incremento de la corriente que fluye directamente a través del varistor. varistor y por lo tanto Esto suaviza los impulsos eléctricos, tras lo cual el limitador de tensión de línea vuelve a su estado inicial.
Protectores combinados contra sobretensiones
Los SPD combinados combinan descargadores de sobretensiones y varistores, por lo que pueden realizar la función de descargador y supresor de sobretensiones.
Clases de protectores de sobretensión
Sólo hay tres clases de dispositivos según su grado de protección:
- Dispositivo de clase I (categoría de sobretensión IV): protege el sistema contra la caída directa de rayos y se instala en el cuadro eléctrico principal o en una unidad de distribución de energía (PDU). Es obligatorio utilizar este dispositivo si el edificio está situado en una zona abierta y rodeado de muchos árboles altos, lo que aumenta el riesgo de caída de rayos.
- Dispositivo de clase II (categoría de sobretensión III): se utiliza además del dispositivo de clase I para proteger la red de los efectos de la conmutación, es decir, de las sobretensiones internas de la red. Se instala en la centralita.
- Dispositivo de clase III (categoría de sobretensión II): se utiliza para proteger contra las sobretensiones residuales atmosféricas y de conmutación y para eliminar las interferencias de alta frecuencia que pasan por el dispositivo de clase II. La instalación se realiza tanto en las tomas de corriente convencionales o en las cajas de conexiones como en los propios aparatos eléctricos, que deben ser asegurados.
Clasificación por grado de descarga de corriente:
- Clase B - descargas de aire o gas con una corriente de descarga de 45 a 60 kA. Se instalan en la entrada del edificio en el panel principal o en la aparamenta de entrada y salida.
- Módulos de varistores de clase C con corrientes de descarga de aproximadamente 40 kA. Se instalan en paneles auxiliares.
- Las clases C y D se utilizan conjuntamente en los casos en los que se requiere una entrada de cables subterránea.
¡IMPORTANTE! La distancia entre los SPD debe ser de al menos 10 metros a lo largo de la instalación.
¿Cómo elegir un DOCUP?
El primer paso para seleccionar un protector contra sobretensiones es determinar el sistema de puesta a tierra utilizado en el edificio.
Existen tres tipos de sistemas de puesta a tierra:
- TN-S con una fase;
- TN-S con tres fases;
- TN-C o TN-C-S con tres fases.
Es igualmente importante prestar atención a la tolerancia de temperatura al comprar la unidad. La mayoría de los protectores de sobretensión están diseñados para funcionar a temperaturas de hasta -25. Si su región tiene un clima muy frío y los inviernos pueden ser duros, el panel de arranque no debe estar al aire libre, pues de lo contrario fallará.
A la hora de seleccionar un protector contra sobretensiones, también hay que tener en cuenta los siguientes factores:
- La importancia del equipo a proteger;
- El riesgo para el objeto: terreno (ciudad o suburbio, campo abierto y llano), una zona de riesgo especial (árboles, montañas, masa de agua), una zona de impacto especial (un pararrayos a menos de 50 metros del edificio que supone un riesgo).
La clase adecuada (I, II, III) debe seleccionarse en función de la situación en la que deba instalarse la protección contra sobretensiones.
También es importante tener en cuenta la tensión que puede soportar el aparato. En el caso de los dispositivos de clase I, no se superan los 4 kV. Un dispositivo de clase II soporta niveles de tensión de hasta 2,5 kV y un dispositivo de clase III de hasta 1,5 kV.
Otro parámetro importante a la hora de seleccionar un protector contra sobretensiones es la tensión máxima de funcionamiento continuo, es decir, la corriente alterna o continua efectiva que se aplica permanentemente al protector contra sobretensiones. Este parámetro debe ser igual a la tensión nominal de la red. Los detalles se pueden encontrar en la norma IEC 61643-1, Apéndice 1.
A la hora de conectar un protector de sobretensión para proteger un equipo, es importante tener en cuenta su corriente nominal de CC o CA, que puede prestarse a la carga.
¿Cómo conectar un protector de sobretensión en una casa particular?
La instalación del protector contra sobretensiones se realiza según la tensión nominal: 220V (una fase) y 380V (tres fases).
El esquema de conexión puede estar orientado a la continuidad o a la seguridad, es necesario determinar las prioridades. En el primer caso, la protección contra el rayo puede desconectarse temporalmente para evitar una interrupción del suministro a los consumidores. En el segundo caso, sin embargo, la protección contra el rayo no debe desconectarse, ni siquiera durante unos segundos, sino que es posible desconectar el suministro por completo.
Esquema de conexión en un sistema de puesta a tierra TN-S monofásico
En una red monofásica TN-S, un conductor de fase, un conductor neutro de trabajo y un conductor neutro de protección deben estar conectados al SPD. La fase y el cero se conectan primero a los terminales respectivos y luego se conectan en bucle a la línea del equipo. Un conductor de puesta a tierra está conectado al conductor de protección. El protector contra sobretensiones se instala inmediatamente después del disyuntor principal. Para facilitar el cableado, todos los contactos del dispositivo están marcados, por lo que no debería haber ninguna dificultad.
Explicación del diagrama: A, B, C - fases de la red, N - conductor neutro de trabajo, PE - conductor neutro de protección.
TIP. Es aconsejable utilizar fusibles para la protección adicional del SPD, que se colocan directamente en el propio dispositivo.
Esquema de conexión en una red trifásica del sistema de puesta a tierra TN-S
Una red trifásica TN-S se diferencia de una red monofásica en que hay cinco conductores, tres fases, un conductor neutro de trabajo y un conductor neutro de protección, procedentes de la fuente de alimentación. Las tres fases y el conductor neutro se conectan a los terminales. El quinto conductor de protección está conectado al cuerpo del aparato y a la tierra, es decir, sirve como una especie de puente.
Esquema de conexión en un sistema trifásico TN-C
En el sistema TN-C, el conductor de tierra de protección y el conductor de tierra de protección son inseparables del sistema TN-S (PEN).
El sistema TN-C es más sencillo y bastante obsoleto, y es habitual en las viviendas más antiguas. Según la normativa vigente, se utiliza el sistema TN-C-S, en el que los conductores de protección del neutro de trabajo y del neutro están situados por separado.
El cambio a un sistema más nuevo es necesario para evitar descargas eléctricas al personal de servicio y situaciones de incendio. Y, por supuesto, el sistema TN-C-S tiene una mejor protección contra las sobretensiones repentinas.
En las tres variantes, las corrientes de sobretensión se dirigen a tierra a través de un cable de puesta a tierra o de un conductor de protección común, lo que evita que el impulso dañe toda la línea y los equipos.
Errores de cableado
1. Instalación de un protector de sobretensión en una sala de control con un circuito de tierra deficiente.
Si comete este error, no sólo puede perder todos sus aparatos, sino también el propio panel cuando caiga un rayo, ya que la protección con un bucle de tierra deficiente no servirá de nada y, por tanto, no habrá protección.
2. El protector de sobretensión equivocado, que no es adecuado para el sistema de puesta a tierra utilizado.
Antes de comprar un aparato, asegúrese de saber qué tipo de sistema de toma de tierra se utiliza en su casa, y lea detenidamente la documentación técnica cuando compre el aparato para evitar errores.
3. Utilizar una clase incorrecta de protector contra sobretensiones.
Como se ha comentado anteriormente, existen 3 clases de protectores de sobretensión. Cada clase corresponde a un panel específico y debe instalarse de acuerdo con la normativa.
4. Instale sólo una clase de protector contra sobretensiones.
A menudo no basta con instalar un protector de sobretensión de una clase para obtener una protección fiable.
5. La clase y el destino se confunden.
Los dispositivos de clase B pueden instalarse en el cuadro eléctrico de un piso, los de clase C en la aparamenta del edificio y los de clase D delante de los equipos electrónicos.
Un protector contra sobretensiones es ciertamente algo bueno y útil, pero su uso en el suministro eléctrico de la casa no es obligatorio. Al conectar este dispositivo, conviene recordar que debe seleccionarse individualmente para cada sistema de puesta a tierra. Por ello, es aconsejable contar con los servicios de un electricista experimentado inmediatamente antes de la compra para evitar cualquier problema.
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