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Protección contra sobretensiones transitorias y permanentes

Una de las incidencias que pueden producirse en la red eléctrica es la sobretensión, que se produce cuando la tensión de la red es muy superior a la nominal. Estas situaciones se producen constantemente en la mayoría de las instalaciones eléctricas. Lo habitual es que se trate de pequeños picos de tensión de muy corta duración, que no afectan significativamente a los aparatos conectados. Este efecto es conocido como sobretensiones transitorias, coloquialmente transitorios. Si estos picos tienen una tensión muy elevada, pueden provocar efectos dañinos. El ejemplo más claro de una sobretensión transitoria es la que se produce por la caída de un rayo sobre un conductor de la red, o en una zona muy cercana, creando corrientes inducidas aunque no exista contacto físico.

Otro tipo son las sobretensiones permanentes, cuya duración puede ser indefinida, producida, por ejemplo, por la rotura de un conductor de neutro, haciendo que la tensión de 230V pueda llegar hasta 400V. Esta situación provoca daños importantes en los equipos receptores.

Los protectores contra sobretensiones se utilizan para minimizar los efectos perjudiciales de estos fenómenos. Se utilizan dos tipos principalmente, uno para las sobretensiones transitorias y otro para las sobretensiones permanentes.

Aunque se utilizan distintos componentes para fabricar protectores contra sobretensiones, vamos a comentar los basados en varistores, o resistencias dependientes de la tensión (VDR).

Protección contra sobretensiones transitorias

Para evitar que una sobretensión transitoria llegue a afectar a los aparatos conectados a la instalación, se instala un dispositivo que contiene varistores conectados en paralelo entre fase y tierra, y entre neutro y tierra. También pueden haber varistores entre fases, o entre fase y neutro, además de otros componentes complementarios como fusibles o descargadores de gas. Los varistores tienen una tensión nominal superior a la de la red que protegen. Cuando la tensión de la red sube por encima de este valor, los varistores conducen están destinados a la protección general de la instalación, y pueden ser de tipo 3 si son más sensibles para proteger aparatos más delicados.

Con este sistema se protege la instalación contra pequeños picos producidos por equipos con electrónica de potencia, como lavadoras con regulación de velocidad, o fuentes de alimentación conmutadas, como en el caso de los ordenadores o televisores. También se protege contra caídas de rayos, o descargas por conmutación (al conectar y desconectar cargas importantes).

Los varistores tienen una capacidad limitada para conducir la corriente, y además sufren un desgaste. Esto hace que por sí solos no sean demasiado eficaces contra sobretensiones permanentes o transitorias de mayor duración. Para la protección contra caída de rayos, se instala un dispositivo complementario que descarga la mayor parte de la energía (protector de tipo 1). Es necesario monitorizar el estado de desgaste, por lo que los protectores suelen tener unos indicadores luminosos para advertir que su vida útil ha sido agotada. Algunos equipos tienen unos cartuchos desmontables, de modo que no es necesario cambiar el equipo entero, sino únicamente los cartuchos con los varistores.

La capacidad que tienen los varistores para absorber la energía de las sobretensiones se mide en julios (J), lo que nos ayuda a comparar entre varios equipos similares, y determinar cuál de ellos tendrá una mayor resistencia y duración.

la corriente. El resultado es que los picos de tensión que llegan al varistor son conducidos hacia el conductor de tierra, no llegando hasta los equipos receptores. Estos protectores son denominados de tipo 2 cuando

Protección contrasobre tensiones permanentes

Para proteger contra una sobretensión de una duración prolongada, los varistores resultan ineficaces. La solución está en su uso únicamente para disparar un interruptor, así que la intensidad que circula es mínima, y desaparece cuando el interruptor se desconecta.

Esta configuración resulta muy práctica, porque el interruptor puede ser magnetotérmico, de modo que en un solo dispositivo tenemos tres tipos de protección, contra cortocircuito, contra sobreintensidad, y contra sobretensión. Resulta especialmente útil al montarlo en instalaciones donde no hay demasiado espacio en el cuadro eléctrico.

Es obligatorio la protección contra sobretensiones en viviendas

 

Nueva Normativa de Protección contra sobretensiones de aplicación obligatoria a partir de junio del 2019  para cumplir con el REBT.

«Instalaciones de enlaces conectadas a la red de distribución. Consumidores de baja tensión» (Ed.2).

Las instalaciones deben estar protegidas contra sobretensiones debidas al rayo, tanto en la centralización de contadores como en todos los cuadros de mando y protección.

 

 

Es obligatorio la protección contra sobretensiones en viviendas

 

Nueva Normativa de Protección contra sobretensiones de aplicación obligatoria a partir de junio del 2019  para cumplir con el REBT.

«Instalaciones de enlaces conectadas a la red de distribución. Consumidores de baja tensión» (Ed.2).

Las instalaciones deben estar protegidas contra sobretensiones debidas al rayo, tanto en la centralización de contadores como en todos los cuadros de mando y protección.

Protector para sobretensiones en viviendas ¿Qué son y que daños causan?

 

Se trata de aumentos de tensión que pueden ocasionar graves problemas en los dispositivos conectados a la línea.

Las más destructivas son las debidas a descargas atmosféricas.

Los daños se traducen en pérdidas económicas, ya sea por el reintegro de los elementos dañados, como por el coste por la ruptura de los procesos productivos.

Es así que hablamos de sobretensiones  transitorias o permanentes.

Las sobretensiones pueden dañar componentes, placas de circuitos, etc., incluso llegar a quemarlas.

De hecho pueden provocar la destrucción del equipo y la instalación eléctrica, así como el foco de un incendio.

Siendo los daños causados en mayor grado a equipos electrónicos, informáticos y telecomunicaciones.

El 90% de las tomas de corriente alimentan a equipos electrónicos sensibles, que pueden dañarse por una sobretensión sea transitoria o permanente.

Sobretensiones transitorias

El posible aumento de tensión de fase se debe a:

• Daños en todos los dispositivos electrónicos y eléctricos conectados a la red: frigorífico, puertas de garaje, sistema de alarma, sistema de calefacción, etc.
• Dispositivos fuera de servicio que están en modo de espera: TV, ordenador, impresora, etc.

¿Cuál es la mejor solución?

La solución está en instalar un limitador de sobretensiones  que al estar conectado en paralelo al interruptor automático de cabecera, este tiene una gran impedancia.

Por lo que una vez que aparece la sobretensión, la impedancia del dispositivo disminuye, y la corriente de descarga se conduce a través del limitador, sin pasar por los equipos sensibles.

Sobretensiones permanentes

Por encima del 10% del valor nominal que se mantenga durante varios ciclos o de forma permanente, se puede producir:

• Corte del neutro en la red de distribución.
• Defectos de conexión del conductor neutro.

Con la instalación de los dispositivos de protección contra sobretensiones permanentes, se  evita la destrucción o envejecimiento prematuro de los equipos cortando el suministro de alimentación, actuando sobre el interruptor general instalado (IGA).

• La bobina iMSU controla la tensión provocando el disparo del interruptor automático asociado (IGA) en caso de sobretensión permanente.

• Dispara si la tensión entre fase y neutro es superior a los valores peligrosos:

• Bobina iMSU.
• Disparo progresivo tensión/tiempo según la nueva norma EN 50550.
• Tiempo de no respuesta para prevenir actuaciones indeseadas.

¿Qué sobretensiones poner? 

Instalación con protección tipo 1 en centralización de contadores

Si la alimentación proviene del tipo de protección en que se ha instalado un dispositivo contra sobretensiones transitorias tipo 1, la protección individual del cliente serán tipo 2.

Combi SPU premontado (se trata de la solución recomendada tipo 1 “spark gap” centralización cont. + combi spu 25/40A en cuadros de viviendas o locales).

Instalación sin centralización de contadores o sin protección contra sobretensiones en centralización de contadores

En esta caso, una adecuada protección  requiere añadir a la protección tipo 2, otra protección individual tipo 1 con corriente de impulso, Iimp, de al menos 12,5 kA.

Se recomienda la instalación de un protector combinado tipo 1+2 para ahorrar espacio en el cuadro:

Magnetotérmico accesoriable iC60/iC40 + iMSU + iPRF1 12,5r (solución para asociar en cuadro de viviendas unifamiliares).

Instalación con protección Tipo 1 en centralización contadores

Instalación en centralizaciones de contadores

Sobretensiones Transitoria Tipo 1 – PRD1 Master 3P+N (limitador cartuchos homologada compañía elect.)

Instalación en centralización de contadores. Tipo 1 «spark gap», cartuchos desenchufables y contacto señal.

• Limitador PRD1 Master 3P+N, 25/100kA cartuchos.

OPCIÓN 1 -Instalación en Monobloc Tipo 2 en cuadro vivienda 

Sobretensiones Permanentes + Transitorias – Combi SPU (solución combinada con IGA incluido hasta 50A)

Opción precableada, asociación a través de peine de conexiones. Instalación en cuadros de distribución de BT, residencial urbano. Protección combinada: IGA + iMSU + Tipo 2:

• 1P+N de 25A, 32A, 40A, 50A
• 3P+N de 25A, 32A, 40A, 50A

OPCIÓN 2 -Modular Tipo 2 en cuadro vivienda

Sobretensiones Permanentes – Bobina iMSU (auxiliar eléctrico conforme a la norma UNE-EN 50550)

Esto es para asociar al interruptor magnetotérmico (IGA), garantiza max. seguridad y continuidad del servicio.

Para redes trifásicas utilizar 3 bobinas iMSU.

• Para asociar al interruptor automático magnetotérmico iC40 (estrecho).
• iC60 de la gama Acti9 (hasta 63A) A9N26500.
• Para asociar al interruptor automático magnetotérmico C120 de la gama Acti9 (hasta 125A).

Sobretensiones Transitoria Tipo 2 – iPF K (limitadores monobloc con indicador LED).

Opción no precableada = magnetotérmico accesoriable + iMSU + iPF K.

La instalación en cuadros de distribución de BT, residencial urbano o terciario. Tipo 2: Urbano 20kA, Terciario 40kA.

• 20 1P+N, 20kA.
• 20 3P+N, 20kA.
• 40 1P+N, 40kA.
• 40 3P+N, 40kA.

Instalación sin centralización contadores o sin protección contra sobretensiones en centralización contadores

Sobretensiones Permanentes – Bobina iMSU (auxiliar eléctrico conforme a la norma UNE-EN 50550)

Bobina iMSU para asociar al interruptor magnetotermico (IGA), garantiza max. seguridad y continuidad del servicio. Para redes trifásicas utilizar 3 bobinas iMSU.

• iMSU para asociar al interruptor automático magnetotérmico iC40.
• iC60 de la gama Acti9 (hasta 63A).
• iMSU para asociar al interruptor automático magnetotérmico C120 de la gama Acti9 (hasta 125A).

Sobretensiones Transitorias Tipo 1+2 – iPRF 12,5r (limitadores monobloc con indicador LED)

Instalación en cuadros de distribución de BT, unifamiliares o vivienda aislada. Tipo 1+2 (sin centralización cont.)

• 1P+N, 12,5/50 kA
• 12,5r 3P+N, 12,5/50 kA

Normativa: Guía Técnica de Aplicación ITC-BT23

Schneider ofrece una oferta completa de protección contra sobretensiones para la distribución eléctrica para cumplir con la nueva la normativa en Qmadis.