Las fluctuaciones de tensión y otros problemas en las redes eléctricas no son infrecuentes. Pueden provocar fallos en equipos costosos e incluso poner en peligro la vida y la salud de las personas. Para evitar estas consecuencias, existen en el mercado diversos dispositivos de protección de la red eléctrica en función de la naturaleza del fallo.
En este artículo aprenderá: qué son las sobretensiones de la red y qué las provoca; qué dispositivos de protección de la red existen y cuándo se utilizan.
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Parámetros de potencia eléctrica admisibles
En Rusia y la antigua Unión Soviética el voltaje estándar es de 220 voltios (para los consumidores medios de energía). Sin embargo, en la realidad, la tensión fluctúa dentro de ciertos límites de esta clasificación. La amplitud admisible de la desviación está fijada por las normas y reglamentos que regulan la prestación de este servicio al consumidor. A 220V, el valor mínimo admisible es de 198V y el máximo admisible es de 242V.
¿Salvarán los enchufes o los disyuntores el día?
Durante mucho tiempo, los fusibles se han utilizado en los hogares para protegerse de las subidas de tensión. Han sido sustituidos por modernos y más cómodos disyuntores. Hoy en día, en la mayoría de los hogares, son la única forma de protegerse contra los cortes de electricidad.
Los enchufes y disyuntores protegen contra los cortocircuitos, el sobrecalentamiento y los incendios provocados por las sobrecargas. Sin embargo, un potente impulso eléctrico puede atravesar el disyuntor y dañar el aparato. Esto puede ocurrir, por ejemplo, si cae un rayo. En otras palabras, los enchufes normales no pueden ofrecer una protección completa contra las subidas de tensión.
Las principales causas de las subidas de tensión en la red eléctrica
Las sobretensiones pueden variar en magnitud, duración y dinámica de subida/bajada en función de su causa:
- Una carga pesada en la red. La conexión simultánea de un gran número de aparatos con una potencia de red insuficiente provoca una inestabilidad de la tensión. Esto puede notarse, por ejemplo, cuando las bombillas parpadean o los aparatos se apagan de repente. Este fenómeno es común, especialmente por las noches;
- Consumidor poderoso en el barrio. Ocurre si hay cerca instalaciones industriales, centros comerciales, edificios de oficinas con un potente sistema de ventilación, etc.
- Rotura del cable neutro. El conductor neutro iguala la tensión en los consumidores de electricidad. Si falla (se quema, se oxida), algunos de los consumidores tendrán sobretensión (y otros subtensión), lo que puede causar daños en los equipos eléctricos no protegidos.
- Errores de cableado. Por ejemplo, si los cables del neutro y de la fase se han mezclado;
- Mal cableado. Los fallos se producen por el desgaste del cableado, el uso de materiales de mala calidad y un trabajo de instalación incorrecto.
- Un rayo. La caída de un rayo en las líneas eléctricas puede provocar una rápida sobrecarga de miles de voltios. Especialmente peligroso porque los equipos de protección no siempre pueden funcionar a tiempo.
Posibles consecuencias de las subidas de tensión
Los fabricantes de equipos eléctricos tienen en cuenta la naturaleza inestable de la tensión y la posibilidad de que se produzcan picos y caídas de tensión. Por ejemplo, un aparato con una tensión nominal de 220 voltios puede funcionar a 200 voltios y soportar picos de hasta 240 voltios. Sin embargo, el funcionamiento regular del aparato con grandes variaciones de tensión acortará su vida útil. Las subidas de tensión graves pueden inutilizar un equipo e incluso causar daños materiales y sanitarios, por ejemplo, provocando un incendio.
Referencia. Las averías de los aparatos eléctricos debidas a subidas de tensión no están cubiertas por los contratos de garantía, lo que significa que la carga de los costes de reparación y sustitución recae en el propietario, lo que puede suponer un duro golpe para el presupuesto familiar. En algunos casos, es posible emprender acciones legales contra el proveedor de electricidad, pero esto es largo, complicado y caro, y no garantiza el éxito. Es más fácil proteger su casa de este tipo de problemas por adelantado.
Formas de protegerse contra las subidas de tensión
Según las características de la sobretensión y la naturaleza de su aparición, se utilizan diferentes dispositivos de protección. Veamos las principales:
Protector contra sobretensiones
Una solución sencilla y asequible para proteger los equipos de baja potencia. Suele ser un alargador o monobloque con enchufe, toma (o tomas) y un interruptor con indicador de encendido. Hay que distinguir las regletas de enchufes de los alargadores normales, que no tienen protección pero tienen un aspecto muy similar. Protege contra sobretensiones de hasta 400 - 500 voltios y la corriente de carga no puede superar los 5 - 15 amperios.
Ayuda. Desde el punto de vista técnico, un protector de sobretensión es un simple sistema de varios condensadores e inductores. Al mismo tiempo, las fuentes de alimentación de la mayoría de los aparatos eléctricos modernos ya incluyen circuitos que realizan una función similar. Por lo tanto, en la práctica, los protectores de sobretensión suelen servir como simples alargadores con protección adicional contra las sobretensiones de la red.
Relés de protección RKN y UZM
El aparato interrumpe la alimentación si la tensión supera los límites. Una vez que la tensión vuelve a estar dentro de los límites establecidos, se restablece la alimentación (automática o manualmente, según el modelo). La unidad se conecta a continuación del disyuntor.
Las principales ventajas de RCN y UZM:
- Velocidad de disparo de unos pocos milisegundos;
- Soporta cargas de 25 a 60A;
- Pequeñas dimensiones y fácil instalación;
- Rango suficiente de tensión máxima y mínima;
- Visualización en tiempo real de las lecturas de la corriente eléctrica;
El dispositivo es eficaz para proteger contra la rotura del conductor neutro y los picos de tensión moderados. Sin embargo, los relés no pueden proporcionar una tensión estable ni protección contra las sobretensiones causadas por los rayos.
Liberación de tensión mínima-máxima (PMR)
El dispositivo protege contra la alta y la baja tensión. Es eficaz en caso de rotura del conductor neutro y desequilibrio de fases en una red trifásica, pero no protege contra los impulsos de alta tensión.
El dispositivo es de pequeño tamaño, fácil de instalar y tiene un precio razonable.
Tenga en cuenta. El PMM no está equipado con una función de encendido automático, lo que puede provocar el deterioro de los alimentos en el frigorífico, la interrupción de la calefacción de las habitaciones durante el período invernal y otros problemas similares.
Estabilizadores
Los dispositivos se utilizan para "suavizar" el suministro de energía en redes propensas a un funcionamiento inestable. Es eficaz en el caso de una caída de tensión, pero puede no ser capaz de hacer frente a las altas tensiones.
Las ventajas del dispositivo son: larga vida útil; tiempo de respuesta rápido; mantenimiento de la tensión a un nivel estable. La principal desventaja de los estabilizadores es su elevado precio.
Dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD)
Se utilizan para proteger contra las sobretensiones rápidas y potentes, normalmente causadas por la caída de rayos en las líneas eléctricas. Hay dos tipos de dispositivos de este tipo:
- Pararrayos y chisperos. Se instalan en redes de alta tensión. En caso de sobretensión en el aparato, el entrehierro se abre, la fase se cortocircuita a tierra y la descarga se escapa al suelo;
- Descargadores de sobretensión (descargador). A diferencia de los descargadores, son de pequeño tamaño y se utilizan en los hogares. En su interior se ha instalado un varistor. Con una tensión normal, no circula corriente por él, pero en caso de sobrecarga, la corriente aumenta, reduciendo la tensión a un valor normal.
Sensor de sobretensión (OVS)
Se utiliza junto con un RCD (dispositivo de corriente residual) o un interruptor de circuito operado por corriente residual (RCCB). La toma detecta una sobretensión y el RCD abre el circuito.
Conclusión
Los protectores de sobretensión más comunes, las cajas de fusibles y los enchufes, no son eficaces en todos los casos. En particular, no pueden hacer frente a potentes sobretensiones, lo que pone en peligro la seguridad de los aparatos eléctricos y de toda la casa. El mercado ofrece una variedad de dispositivos de protección de la red eléctrica en función de la naturaleza de la sobretensión y su causa. A los consumidores de electricidad les queda elegir los dispositivos necesarios e instalarlos correctamente.
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