Protección contra sobretensiones una tensión …
sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos, ¿nuevos conceptos?, ¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ? De lo que son, de lo que representan, de la forma de protegerse … y de aspectos normativos
Reflexiones… ¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ? ¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar La nueva reglamentación aporta nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
RBT-02. Art.16. 3
Instalaciones interiores o receptoras Los sistemas de protección para las instalaciones de baja tensión impedirán los efectos de las sobreintensidades y sobretensiones que por distintas causas cabe prever en las mismas y resguardarán a sus materiales y equipos de las acciones y efectos de los agentes externos … + ITC-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿Que es una sobretensión? Es un aumento de la tensión… ¿nominal? ¿ Ten s ión efic az, in s tan tán ea, d e c res ta ? ¿ L as fas es , el n eu tr o , res p ec to a tier ra ? ¿ Ho ras , m in u to s , s eg u n d o s , m s eg .,
s eg . ?
¿ A 50 Hz, a kHz, a MHz ? … ¿ A u m en tan d e r ep en te o p o c o a p o c o ? ¿ Es tán r elac io n ad as c o n o tro s p r o b lem as ,
huecos de tensión, resonancias,… ? ¿ Im p lic an d efo rm ac ión d e la o n d a ?
Sobretensiones, tipos: Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal, permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la compatibilidad electromagnética (CEM) Grado de perturbación
Inmunidad a la perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones transitorias
Equipos afectados De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos Mal funcionamiento Envejecimiento prematuro Destrucción
Sobretensiones transitorias Origen de las perturbaciones: Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas Rayo Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc. Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres
de interruptores, arranque de motores, conmutación de cargas inductivas, etc.
Fundamentalmente por la inductancia de las instalaciones
Parásitos; ciertos equipos emisores de frecuencias industriales, tales como
soldadura eléctrica, hornos de arco, motores, condensadores, etc. Acoplamientos; líneas eléctricas (aéreas y subterráneas), líneas de conmutación (aéreas y subterráneas), líneas de transmisión de datos, tomas de tierra, …
Sobretensiones transitorias de origen atmosférico … se pueden generar de tres formas:
Conducida: Cuando un rayo cae directamente en una línea aérea. La energía del rayo eleva el potencial de la línea, se puede propagar a lo largo de kilómetros. Inducida: Cuando el rayo cae en la proximidad de una línea eléctrica. El campo magnético producido por la intensa descarga de corriente, genera por inducción electromagnética, un pico de sobretensión que se puede propagar varios kilómetros. Por elevación del potencial de tierra: Cuando un rayo cae a tierra o cae en un pararrayos que lo deriva a tierra. La fuerte intensidad hace aumentar el potencial de tierra , y en consecuencia, la toma de tierra puede alcanzar varios miles de Voltios.
Un paréntesis Protección contra el rayo Normas UNE 21185 y UNE 21186 (no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen de la forma de onda que les acompaña
t
Sobretensiones transitorias
La forma de onda viene definida por tres parámetros Valor de cresta; muy superior al valor admisible de condensadores, diodos y semiconductores en general Tiempo de crecimiento; es muy rápido, afecta a algunos componentes como tiristores y triacs Duración del Impulso; una larga duración avería a la mayor parte de los componentes
t
Sobretensiones transitorias Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento t D = duración (μs)
90%
Para una ONDA DE TENSIÓN:
t M = 1,67 (t 90 – t 30) t D = t 50 – t 30 50%
Para una ONDA DE INTENSIDAD:
30%
t M = 1,25 (t 90 – t 10) t D = t 50 – t 10 Ejemp los de Ond as Normalizadas:
10%
ONDA DE TENSIÓN: 1,2 / 50
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo (μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20 ONDA DE INTENSID.: 10/350
Sobretensiones transitorias
Distintos tipos de impulsos Impulsos tipo rayo < 100 s Conmutaciones en redes < 1 ms
t el 30%
el 70%
Sobretensiones transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
U
U
Las sobretensiones se producen entre los conductores activos y Tierra [ Fases-Tierra o Neutro-Tierra ]
Las sobretensiones se producen entre los propios conductores activos [ Fase-Fase o Fase-Neutro ]
Sobretensiones transitorias Funcionamiento de la protección
Sobretensiones transitorias Funcionamiento de la protección
Sobretensiones transitorias Funcionamiento de la protección
Sobretensiones transitorias ¿Qué tipos de descargadores hay?
Fundamentalmente hay dos tipos:
DESCARGADORES DE GAS, DE AIRE, DE CORRIENTE DE RAYO, VIAS DE CHISPAS,… LIMITADORES DE SOBRETENSIÓN, DESCARGADORES DE VARISTORES, RECORTADORES DE ONDA, SUPRESORES DE SILICIO O SELENIO, DESCARGADORES DE CARBÓN, DIODOS ZENER, …
Cada uno de los dos tipos, “gestiona” de distinta forma
los impulsos de sobretensión
Sobretensiones transitorias Parámetros de los protectores contra sobretensiones Uc
TENSIÓN MÁXIMA DE SERVICIO. Es la que puede soportar de forma permanente (tensión de la red)
In
CORRIENTE NOMINAL DE DESCARGA. Corriente de pico (onda 8/20), que soporta 15 veces el protector
Imáx
CORRIENTE MÁXIMA DE DESCARGA (Clase II). Corriente de pico (onda 8/20), que soporta UNA SOLA VEZ el protector
Iimp
CORRIENTE DE IMPULSO (Clase I). Corriente de pico (onda 10/350), que soporta UNA SOLA VEZ el protector
Up
TENSIÓN DE PROTECCIÓN. Tensión residual en bornes del protector
La que pueden soportar las cargas que se quieren proteger
Sobretensiones transitorias
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT Instalación receptora
Exterior RED DE DISTRIBUCIÓN Empresa distribuidora
Zonas comunes INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad del usuario
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT Instalación receptora
Exterior RED DE DISTRIBUCIÓN Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
