¿Qué es un SPD?
Los dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD) se utilizan para proteger la instalación eléctrica, que consta de la unidad de consumo, el cableado y los accesorios,de las oleadas de energía eléctrica conocidas como sobrevoltadas transitorias.
También se utilizan para proteger equipos electrónicos sensibles conectados a la instalación, como ordenadores, televisores, lavadoras y circuitos de seguridad,sistemas de detección de incendios y iluminación de emergenciaLos equipos con circuitos electrónicos sensibles pueden ser vulnerables a los daños causados por sobrevoltajes transitorios.Los efectos de un aumento pueden dar lugar a una falla instantánea o a daños en el equipo que solo se notan durante un período de tiempo más largoLos SPD se instalan generalmente dentro de la unidad de consumo para proteger la instalación eléctrica.
Cuando se produzca un aumento repentino de corriente o de voltaje en el circuito eléctrico o en el circuito de comunicación como consecuencia de interferencias externas,el dispositivo de protección contra sobretensiones puede conducir y desviar en un período de tiempo muy corto, evitando que la oleada dañe otros dispositivos del circuito.
Los dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD) son un método rentable para prevenir interrupciones y mejorar la fiabilidad del sistema.
They are typically installed in the distribution panels and play an important role in ensuring the smooth and uninterrupted operation of electronic devices in a wide range of applications by limiting transient overvoltage.
Tipos de DSP
La clasificación del tipo de DSP se refiere a los ensayos que el dispositivo debe poder cumplir. Los requisitos de ensayo de los DSP para sistemas de potencia deberán cumplir la norma EN 61643-11:2012+A11:2018 Dispositivos de protección contra sobretensiones de baja tensiónDispositivos de protección contra sobretensiones conectados a sistemas de distribución de energía de baja tensión Requisitos y métodos de ensayo.
En la introducción de la norma EN 61643- 11:2012+A11:2018 se indica que el ensayo de clase I está destinado a simular impulsos de corriente de rayo conducidos parcialmente,mientras que las pruebas de clase II y III implican impulsos de menor duración.
Los ensayos de clase I se realizan con un impulso de corriente de 10/350 μs (cláusula E.5 de la norma EN 623051:2011), que representa un impulso de rayo estándar.
Para la clase II, los ensayos se realizan con la corriente de descarga nominal In 8/20 μs impulso de voltaje.
Para la clase III, los ensayos se realizarán con un generador de ondas combinadas de corriente de 8/20 μs de voltaje de 1,2/50 μs.
El DSP podrá clasificarse de acuerdo con más de una clase de ensayo, en cuyo caso se aplicarán al dispositivo los ensayos exigidos para todas las clases de ensayo declaradas.
Documento único de tipo 1
DSP de tipo 1, prueba de encuentro de clase I, are designed to divert high surge currents associated with direct lightning strikes to earth safely and limit the transient overvoltage to prevent damage to the installation wiring and connected equipmentTambién protegen contra los riesgos para la vida humana.
Cuando se requiera protección contra las altas corrientes de sobretensiones asociadas a los rayos directos,Por ejemplo, cuando un edificio tiene un sistema estructural de protección contra rayos (LPS) o una línea aérea con riesgo de choque directo., Los DSP de potencia de tipo 1 deben instalarse lo más cerca posible de cada punto de origen o de entrada de un servicio eléctrico en la instalación eléctrica.
Documento único de tipo 2
Los DSP de tipo 2, que cumplen los requisitos de la clase II de ensayo, cuando estén situados en el origen de la instalación eléctrica, abordan el riesgo de sobrevolución derivado de un rayo indirecto.limitación de la sobre tensión transitoria a niveles seguros para los equipos conectadosEsta disposición es adecuada para instalaciones en lugares donde es improbable que los rayos directamente golpeen, como en zonas urbanas.
Cuando una instalación no tenga instalado un sistema LPS y no requiera protección contra los efectos del rayo directo,se instalará un DSP de tipo 2 lo más cerca posible del origen de la instalación eléctrica;.
En las instalaciones industriales, los DSP de tipo 2 podrán instalarse en placas de subdistribución o cerca del equipo a proteger,aguas abajo de los DSP de tipo 1 y/o tipo 2 instalados en el origen de la instalación.
DSP de tipo 3
Los equipos sensibles de la instalación podrán beneficiarse de la protección proporcionada por un DSP de tipo 3 además de la proporcionada por los DSP de tipo 1 y/o tipo 2.
Cabe señalar que los DSP de tipo 3 solo deben instalarse en instalaciones en las que los DSP de tipo 1 y/o 2 estén situados aguas arriba de su posición prevista.
Pueden instalarse dentro de placas de subdistribución (normalmente SPD de tipo 2+3), cerca o dentro de elementos de equipo considerados susceptibles a daños por sobrevoltaje,o en tomas fijas o en tomas móviles.
Los DSP de tipo 3 también pueden proteger el equipo de los transientes de conmutación que se originen dentro de las instalaciones.
DSP de tipo combinado (por ejemplo, tipo 1+2, tipo 1+2+3, tipo 2+3)
Un DSP puede clasificarse según más de una clase de ensayo (por ejemplo, clase de ensayo I (Tl) y clase de ensayo II (T2)).se realizarán los ensayos requeridos para todas las clases de ensayo declaradas;.
Los DSP de tipo 1+2 se instalan cerca de la posición de admisión, por ejemplo, en la primera placa de distribución,en los edificios que corren el riesgo de ser golpeados directamente por un rayo que tengan un sistema de protección contra rayos y/o estén alimentados por una línea aérea.
¿Qué son las sobrevoltuaciones transitorias?
Las sobrevoltuaciones transitorias se definen como oleadas de corta duración de electricidad que se producen debido a la liberación repentina de energía almacenada previamente o inducida por otros medios.Las sobrevoltajes transitorias pueden ser naturales o provocadas por el hombre..
En los sistemas de distribución eléctrica, los voltajes transitorios ocurren debido a un aumento repentino en la amplitud del voltaje o corriente del circuito.
Estas fluctuaciones de voltaje pueden ser causadas por rayos, operaciones de conmutación o el funcionamiento de motores grandes debido a una alta corriente de arranque o a otros equipos.
Transiente por golpe de rayo: Un tipo común es el de un rayo transitorio, que ocurre cuando el rayo golpea líneas eléctricas o equipos cercanos.que pueden dañar el equipo y causar cortes de energía.
Transiente por operación de conmutación: Otro tipo de voltaje transitorio se llama transiente de conmutación, que ocurre cuando se enciende o apaga una gran carga eléctrica.Esto puede causar un aumento repentino en el voltaje, lo que puede dañar el equipo cercano.
Por lo tanto, los equipos de protección contra sobretensiones son necesarios en los sistemas eléctricos para disminuir los efectos del voltaje transitorio, redirigen el exceso de voltaje fuera del sistema conectado.
¿Por qué necesitamos dispositivos de protección contra las sobretensiones?
Los dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD) son esenciales para proteger el equipo electrónico de los efectos nocivos de la sobre tensión transitoria que puede causar daños, tiempo de inactividad del sistema y pérdida de datos.
En muchos casos, el costo de reemplazo o reparación de equipos puede ser significativo, particularmente en aplicaciones de misión crítica como hospitales, centros de datos y plantas industriales.
Los interruptores y fusibles no están diseñados para manejar estos eventos de alta energía, por lo que es necesaria una protección adicional contra sobretensiones.
Mientras que los SPD están específicamente diseñados para desviar la sobrevoltación transitoria del equipo, protegiéndolo de daños y prolongando su vida útil.
En conclusión, los DOCUP son esenciales en el entorno tecnológico moderno.
¿Cómo funciona el dispositivo de protección contra sobretensiones?
El principio básico detrás de los SPD es que proporcionan un camino de baja impedancia a tierra para el exceso de voltaje.Los DSP funcionan desviando el exceso de voltaje y corriente a la tierra.
De esta manera, la magnitud del voltaje entrante se reduce a un nivel seguro que no daña el dispositivo conectado.
Para funcionar, un dispositivo de protección contra sobretensiones debe contener al menos un componente no lineal (un varistor o un hueco de chispa), que en diferentes condiciones pasa entre un estado de impedancia alta y baja.
Su función es desviar la descarga o la corriente de impulso y limitar la sobre tensión en el equipo aguas abajo.
Los dispositivos de protección contra sobretensiones funcionan en las tres situaciones que se enumeran a continuación.
A. Condición normal (ausencia de oleaje)
En caso de que no haya condiciones de sobretensiones, el SPD no tiene ningún impacto en el sistema y actúa como un circuito abierto, permanece en un estado de alta impedancia.
B. Durante las oleadas de tensión
En caso de picos de voltaje y sobretensiones, el SPD se mueve al estado de conducción y su impedancia disminuye.
C. Regreso al funcionamiento normal
Después de que se descargó la sobrevoltaje, el SPD regresó a su estado normal de alta impedancia.
¿Cómo elegir el dispositivo de protección ideal?
Los dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD) son componentes esenciales de las redes eléctricas. Sin embargo, elegir un SPD adecuado para su sistema puede ser una cuestión difícil.
Válvula de tensión máxima de funcionamiento continuo (UC):
La tensión nominal del DSP debe ser compatible con la tensión del sistema eléctrico para ofrecer una protección adecuada al sistema.Una clasificación de voltaje más bajo dañará el dispositivo y una clasificación más alta no desviar transiente correctamente.
Tiempo de respuesta:
Se describe como el tiempo de reacción del SPD a los transitorios. Cuanto más rápido responda el SPD, mejor será la protección del SPD. Por lo general, los SPD basados en diodos de Zener tienen la respuesta más rápida.Los tipos llenos de gas tienen un tiempo de respuesta relativamente lento y los tipos de fusibles y MOV tienen el tiempo de respuesta más lento.
Corriente de descarga nominal (In):
El SPD debe probarse a una forma de onda de 8/20μs y el valor típico para un SPD de tamaño residencial en miniatura es de 20kA.
Corriente de descarga de impulso máxima (Iimp):
The device must be able to handle the maximum surge current that is expected on the distribution network to ensure that it does not fail during a transient event and the device should be tested with 10/350μs waveform.
Voltado de sujeción:
Este es el voltaje umbral y por encima de este nivel de voltaje, SPD comienza a sujetar cualquier voltaje transitorio que detecta en la línea de alimentación.
Fabricante y certificaciones:
Es crucial seleccionar un SPD de un fabricante reconocido que tenga la certificación de un centro de ensayo imparcial, como UL o IEC.La certificación garantiza que el producto ha sido examinado y cumple con todos los requisitos de rendimiento y seguridad.
Comprender estas pautas de dimensionamiento le permitirá seleccionar el mejor dispositivo de protección contra sobretensiones para sus necesidades y garantizar una protección efectiva contra sobretensiones.
Reglas de instalación a seguir
A pesar de lo fácil que es instalar un protector contra sobretensiones en un sistema de distribución de energía, es crucial seguir los procedimientos apropiados para garantizar la seguridad y reducir cualquier peligro potencial.
Siguiendo los siguientes pasos al instalar un DSP en un sistema de distribución:
- Apagar la energía: Asegúrese de apagar la energía antes de comenzar cualquier reparación eléctrica y activar el aislador de descarga para evitar cualquier evento no deseado.
- Ubicación de la instalación: elegir una ubicación adecuada para el DSP.Para obtener más detalles sobre los requisitos de ubicación, deberá consultarse el diagrama del dispositivo de protección contra sobretensiones del fabricante..
- Montar el SPD: instalar el SPD en la ubicación deseada en el carril DIN.
- Conexión a la conexión a tierra: de acuerdo con las recomendaciones del fabricante, conecte el SPD a tierra.
- Prueba del SPD: reiniciar el dispositivo después de instalar el SPD le permitirá comprobar que todo funciona como debería.consultar el manual de instalación del dispositivo de protección contra sobretensiones o las instrucciones del diseñador.
Solo los electricistas con licencia u otros técnicos con la educación y formación necesarias deben instalar los DSP.
Para mantener la seguridad continua, el DOCUP también debe someterse a pruebas y mantenimiento de rutina.
¿Qué causa el fallo de los dispositivos de protección contra sobresaltos?
Los dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD) están diseñados para proporcionar una protección confiable contra las sobrevoltuaciones transitorias, pero ciertos factores pueden conducir a su fallo.Las siguientes son algunas de las razones subyacentes del fracaso de los DOCUP::
Exceso de corriente:
Una de las causas principales de fallo del SPD es el sobrevoltado, el sobrevoltado puede ocurrir debido a rayos, sobretensiones u otras perturbaciones eléctricas.Asegúrese de instalar el tipo correcto de SPD después de los cálculos de diseño adecuados según la ubicación.
Factor de envejecimiento:
Debido a las condiciones ambientales, incluidas la temperatura y la humedad, los DSP tienen una vida útil limitada y pueden deteriorarse con el tiempo.
Fallo del componente:
Los SPD contienen varios componentes, como varistores de óxido metálico (MOV), que pueden fallar debido a defectos de fabricación o factores ambientales.
La conexión a tierra incorrecta:
Para que un SPD funcione correctamente, es necesario la conexión a tierra.
¿Cuánto cuestan los dispositivos de protección contra sobretensiones?
El coste de un dispositivo de protección contra sobretensiones puede variar en función de los elementos mencionados en la subsección anterior, como el tipo de dispositivo, el nivel de protección deseado y la aplicación.
El rango de precios de los SPD de CA generalmente oscila entre $10 y $150 por unidad.
Es fundamental tener en cuenta la cantidad necesaria de parámetros de protección al elegir un DSP.puede costar más que un DSP de tipo 2.
Para garantizar que el dispositivo esté colocado correctamente y ajustado para garantizar la máxima seguridad, el fabricante debe tener en cuenta los requisitos de seguridad de los dispositivos.es crucial asegurarse de que la instalación sea realizada por un electricista certificado.
A pesar de que al principio pueden parecer una inversión adicional, el precio de la reparación o sustitución de equipos rotos puede ser mucho mayor que el precio de la creación de un DOCUP.
Aplicaciones de los dispositivos de protección contra sobretensiones
Los dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD) encuentran amplias aplicaciones en una amplia gama de áreas industriales, comerciales y domésticas.Protege a los equipos eléctricos y electrónicos de los aumentos de tensión y de los cambios transitorios que pueden dañar o degradar su rendimiento.
DSP de baja tensión para uso industrial, comercial y residencial:
En entornos industriales, los SPD de bajo voltaje se utilizan comúnmente para proteger equipos sensibles como sistemas informáticos, PLC y otros dispositivos electrónicos contra sobretensiones y transientes.Estos SPD también se utilizan para proteger a los motores y otras máquinas pesadas de los aumentos de potencia y picos de voltajeLas zonas comerciales, como los centros comerciales, también dependen de los SPD de bajo voltaje para proteger los equipos críticos contra las perturbaciones eléctricas.Los SPD se instalan en las residencias para proteger los dispositivos electrónicos como las computadoras, televisores y electrodomésticos de las sobretensiones.
DSP para la aplicación de carga de vehículos eléctricos:
En el mercado emergente de aplicaciones de carga de vehículos eléctricos (VE), los DSP desempeñan un papel fundamental en la garantía de la seguridad y fiabilidad de los sistemas de carga de vehículos eléctricos.Estos SPD protegen la estación de carga de picos de voltaje y sobretensiones que pueden dañar el equipo y suponen un riesgo para la seguridad de los usuariosEn el mercado emergente de aplicaciones de carga de vehículos eléctricos (VE), los SPD desempeñan un papel fundamental para garantizar la seguridad y la fiabilidad de los sistemas de carga de vehículos eléctricos.Estos SPD protegen la estación de carga de picos de voltaje y sobretensiones que pueden dañar el equipo y suponen un riesgo para la seguridad de los usuarios.
DSP para aplicaciones solares fotovoltaicas:
Photovoltaic applications also require SPDs to protect against lightning strikes and other electrical disturbances that can damage or degrade the performance of solar panels and other components in the systemLos SPD se instalan entre los paneles solares y los inversores y entre los inversores y la red.
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