¿Cómo seleccionar un limitador o descargador de sobretensiones según IEC?

Problema:

¿Cómo seleccionar un limitador o descargador  de sobretensiones (DPS) según IEC?

Línea de producto:

Acti9

Ambiente:

Hardware

Resolución:
Para seleccionar un limitador de sobretensiones es necesario tener en cuenta algunas definiciones:

• Las sobretensiones transitorias son picos de tensión que pueden alcanzar valores de decenas de kilovoltios y cuya duración es del orden de microsegundos. Como se puede ver en la siguiente gráfica.

Figura 1.

• In - Corriente nominal: Corriente de cresta en onda 8/20 µs que el dispositivo de protección puede soportar en 15 ocasiones sin llegar a final de vida.
• Uc : Tensión máxima de servicio: Máxima tensión eficaz o en corriente continua que puede aplicarse de forma permanente a los bornes del dispositivo de protección
• Up : Es  el nivel de protección, en otras palabras el  valor máximo de tensión residual entre los bornes del equipo de protección durante la aplicación de una corriente de pico.
• Iimp: Es la corriente de impulso,  la corriente de cresta en onda 10/350 µs que el dispositivo de protección puede soportar sin llegar a final de vida.

Hay tres tipos  de limitador:
Tipo 1:

• El DPS de Tipo 1 se recomienda en el caso específico de edificios industriales y del sector terciario, protegidos por un sistema de protección contra el rayo o una jaula mallada.
• Protege las instalaciones eléctricas contra los rayos directos. Puede descargar la contracorriente del rayo que se propaga del conductor de tierra a los conductores de la red.
• El DPS de tipo 1 se caracteriza por una onda de corriente de 10/350 µs.

Tipo 2:

• El DPS Tipo 2 es el principal sistema de protección de todas las instalaciones eléctricas de baja tensión. Instalado en cada cuadro eléctrico, impide la propagación de sobretensiones en las instalaciones eléctricas y protege las cargas.
• El DPS Tipo 2 se caracteriza por una onda de corriente de 8/20 µs.

Tipo 3:

• Estos DPS  tienen una baja capacidad de descarga. Por lo tanto, deben instalarse obligatoriamente como complemento del SPD de tipo 2 y en las proximidades de cargas sensibles.
• El DPS de tipo 3 se caracteriza por una combinación de ondas de tensión (1,2/50 μs) y ondas de corriente (8/20 μs).

El objetivo principal del sistema de protección de la instalación eléctrica es limitar las sobretensiones a valores aceptables para el equipo.

El limitador conectado en paralelo tiene una alta impedancia. Una vez que aparece la sobretensión transitoria en el sistema, la impedancia del dispositivo disminuye, por lo que la corriente de sobretensión se conduce a través del limitador , sin pasar por el equipo sensible.


Figura 2.


Figura 3.

Pare empezar el proceso de selección debe:

• Identificar todas las cargas sensibles y su ubicación en el edificio.
• Identifique los sistemas eléctricos y electrónicos y sus respectivos puntos de entrada en el edificio.
• Comprobar si existe un sistema de protección contra el rayo en el edificio o en sus proximidades.
• Conocer la normativa aplicable a la ubicación del edificio.
• Evaluar el riesgo de caída de rayos en función de la situación geográfica, el tipo de alimentación eléctrica, la densidad de caída de rayos, etc.

Evaluar el riesgo suele ser un proceso complejo y minucioso. Un buen punto de partida es pensar qué tipo de zonas corren más y menos riesgo. A continuación, se puede considerar el tipo de SPD más adecuado para el tipo de edificio que se pretende proteger: si tiene un único cuadro de entrada de servicio.

Los rayos alcanzan el 90% de la tierra. Las zonas con mayor incidencia de rayos son las situadas en tierra firme, en los trópicos. Las zonas en las que casi no hay rayos son el Ártico y el Antártico, seguidas de cerca por los océanos, que sólo tienen de 0,1 a 1 rayos/km2/año.


Figura 4.
Debe  tener en cuenta también  que el limitador se debe proteger con un interruptor termomagnético en serie como se puede ver en la siguiente figura:


Figura 5
Un dispositivo de desconexión externo debe coordinarse con un dispositivo de protección contra sobretensiones
con el fin de lograr:

• La continuidad del servicio:

No se disparen por sobrecorriente
No aumentar (Up) el nivel de protección contra sobretensiones.

• Protección eficaz contra todo tipo de sobreintensidades:

Sobrecarga por envejecimiento del SPD,
Cortocircuito de baja intensidad (impedante) debido a sobretensiones temporales,
Cortocircuito de alta intensidad debido a la degradación del SPD.

Elegir el limitador y el interruptor de protección adecuados

El siguiente esquema le da una idea de los parámetros básicos que debe tener en cuenta al elegir la protección contra sobretensiones:



En la siguiente tabla se muestra: el valor nominal, la curva y el nivel de corriente de cortocircuito del seccionador coordinado con el dispositivo de protección contra sobretensiones de sobretensión:


Puede encontrar mas información de diseño en el siguiente enlace: https://www.se.com/co/es/download/document/CA903014E/.

Publicado para:Schneider Electric Chile