2025-07-22
Cuando se produce una oleada eléctrica, un voltaje que excede en gran medida los niveles de voltaje máximo aceptados puede pasar a través de los circuitos de los edificios a los equipos eléctricos.este equipo es susceptible a daños o fallas por un aumento de voltajeEl tipo de protección requerida
para neutralizar estos picos puede ser proporcionado por un dispositivo de protección contra sobretensiones (SPD).
Para especificar el SPD correcto es necesario identificar y comprender las calificaciones asociadas a su aplicación.como el voltaje máximo de funcionamiento continuo (MCOV), la clasificación de protección de voltaje (VPR), la corriente de descarga nominal (In) y la clasificación de corriente de cortocircuito (SCCR).por lo general cuantificado en kiloamperios (kA).
¿Cuál es el tipo de dispositivos de protección contra sobretensiones?
El tipo de dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD) es un método de clasificación utilizado para clasificar los dispositivos que protegen los sistemas eléctricos contra sobretensiones, basándose en sus funciones de protección,ubicaciones de instalaciónLos SPD se clasifican según dos estándares principales: IEC (Comisión Electrotécnica Internacional) y UL (Underwriters Laboratories).Cada norma tiene su propia clasificación y requisitos para garantizar que los dispositivos protejan los sistemas eléctricos de incidentes relacionados con sobretensiones..
Tipo de dispositivos de protección contra sobretensiones de acuerdo con la norma CEI
La norma IEC 61643-11 especifica los requisitos de rendimiento y los métodos de ensayo para los DSP utilizados en sistemas de energía CA.Los DOCUP se clasifican en tres tipos principales con las siguientes características::
DSP de tipo 1 (clase I):
- Función: Protege el sistema eléctrico de los rayos directos.
- Ubicación de instalación: instalado en la entrada del sistema, cerca del panel de distribución principal.
- Forma de onda de oleaje: 10/350 μs. Esta forma de onda simula golpes directos de relámpago, con un tiempo de subida hasta el pico en 10 μs y una decadencia al 50% en 350 μs.
- Resistencia a la corriente de sobretensiones (Iimp): alta, generalmente desde 10 kA en adelante.
- Corriente de descarga nominal (In): desde 10 kA en adelante, según la norma IEC 61643-11, Clase I. Es la corriente a la que el SPD puede soportar varias veces sin daños.
- Nivel de protección contra tensión (hacia arriba): de 1,5 kV a 2 kV. Hacia arriba es la tensión máxima que el DSP permite pasar durante la descarga.
- Aplicaciones: adecuado para edificios de gran altura, instalaciones industriales y zonas con alto riesgo de rayos.
DSP de tipo 2 (clase II):
- Función: Protege el sistema eléctrico de las sobretensiones causadas por rayos indirectos o operaciones de conmutación.
- Ubicación de instalación: Instalado en paneles de subdistribución o después de un SPD de tipo 1.
Esta forma de onda simula los voltajes de sobretensiones que se propagan dentro del sistema eléctrico, con un tiempo de aumento hasta el pico en 8 μs y una desintegración al 50% en 20 μs.
- Corriente de descarga nominal (In): media, normalmente de 5 kA a 20 kA. Esta es la corriente que el SPD puede soportar varias veces sin daños.
- Nivel de protección contra tensión (hacia arriba): de 1,5 kV a 2 kV. Hacia arriba es la tensión máxima que el DSP permite pasar durante la descarga.
- Aplicaciones: adecuado para zonas comerciales, residenciales y regiones con riesgo moderado de rayos.
DSP de tipo 3 (clase III):
- Función: Protege los equipos electrónicos sensibles de las sobretensiones residuales después de haber sido atenuadas por los DSP de tipo 1 y tipo 2.
- Ubicación de instalación: se instala cerca de equipos electrónicos sensibles como enchufes, pequeñas placas de distribución o dispositivos terminales.
- Forma de onda de oleaje: 8/20 μs y 1,2/50 μs. Estas formas de onda simulan oleadas residuales, con tiempos de aumento más rápidos (1,2 μs) y tiempos de desintegración más lentos (50 μs).
- Corriente de descarga nominal (In): baja, normalmente inferior a 5 kA.
- Nivel de protección contra tensión (hacia arriba): de 1 kV a 1,5 kV. Hacia arriba es la tensión máxima que el DSP permite pasar durante la descarga.
- Aplicaciones: adecuado para dispositivos electrónicos sensibles como ordenadores, dispositivos de telecomunicaciones y equipos médicos.
Tipo de dispositivos de protección contra sobretensiones de acuerdo con la norma UL
La norma UL 1449 especifica los requisitos para los SPD utilizados en sistemas eléctricos en América del Norte.
DSP de tipo 1:
- Función: Protege contra las sobretensiones causadas por rayos directos o cercanos procedentes de fuera de la red eléctrica.
- Ubicación de instalación: se instala antes del medidor de electricidad, antes o después del interruptor principal.
- Resistente a la corriente de sobretensiones: diseñado para soportar altas corrientes de sobretensiones.
- Aplicaciones: adecuado para grandes edificios industriales y comerciales.
DSP de tipo 2:
- Función: Protege contra las sobretensiones propagadas dentro del sistema o desde la red eléctrica.
- Ubicación de instalación: se instala después del interruptor principal o en los paneles de subdistribución.
- Resistente a las sobretensiones: diseñado para resistir las sobretensiones de la red eléctrica o fallas del sistema interno.
- Aplicaciones: adecuado para zonas residenciales y comerciales.
DSP de tipo 3:
- Función: Protege los dispositivos electrónicos sensibles de las tensiones de sobretensiones residuales.
- Ubicación de instalación: Instalado en tomas eléctricas o cerca de dispositivos sensibles.
- Resistente a las sobretensiones: diseñado para resistir las corrientes de sobretensiones residuales después de pasar por los SPD de tipo 1 y tipo 2.
- Aplicaciones: Apto para dispositivos electrónicos domésticos y de oficina.
DSP de tipo 4:
- Función: DSP modulares o de montaje integrados en equipos eléctricos.
- Ubicación de instalación: normalmente integrado en dispositivos o placas de distribución.
- Resistente a la corriente de sobretensiones: diseñado para satisfacer los requisitos de los equipos eléctricos integrados.
- Aplicaciones: adecuado para dispositivos eléctricos con DSP incorporados.
SPD: Principio de trabajo
El funcionamiento de un SPD es sencillo pero eficaz: cuando se produce un aumento de potencia, los MOV reducen rápidamente su resistencia, aumentando su conductividad.Esto les permite desviar la mayor parte de la corriente de sobretensiones de forma segura al suelo antes de que pueda llegar y dañar los dispositivos conectadosAl hacerlo, la oleada se neutraliza, protegiendo el equipo aguas abajo de los picos de alto voltaje o corriente.
¿Qué son las sobrevoltuaciones transitorias?
Las sobrevoltuaciones transitorias son breves oleadas de voltaje de alta magnitud que ocurren durante un corto período de tiempo.Se pueden clasificar como naturales, como los rayos, o hechos por el hombre, como las operaciones de conmutación en los sistemas eléctricos.
¿Cómo ocurren las sobrevoltuaciones transitorias?
Las sobrevoltuaciones transitorias causadas por la actividad humana a menudo son el resultado del funcionamiento de motores, transformadores y ciertos sistemas de iluminación.Sin embargo, el surgimiento de tecnologías modernas como los cargadores de vehículos eléctricos, las bombas de calor de aire y de tierra,Las máquinas de lavar con velocidad variable han aumentado significativamente la probabilidad de transiciones en los sistemas eléctricos domésticos..
Las sobrevoltuaciones naturales transitorias suelen desencadenarse por rayos indirectos.Un rayo directo en las líneas eléctricas o telefónicas cercanas puede enviar una oleada a lo largo de las líneasEsto puede provocar daños graves a las instalaciones eléctricas y a los equipos conectados.
Cómo dimensionar correctamente los DSP
Hay muy pocos datos publicados o incluso recomendaciones sobre qué nivel de corriente de sobretensiones (kA) debe utilizarse en los diferentes lugares.El Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE, por sus siglas en inglés) ha proporcionado algunos aportes sobre lo que son las calificaciones de sobretensiones y cómo interpretarlas, pero no publica recomendaciones.Por desgracia, no hay una ecuación probada o calculadora disponible para los requisitos del sistema de entrada y recibir una solución.Es sólo su recomendación..
Hay una tendencia a asumir que cuanto más grande es el panel, mayor es la calificación del dispositivo kA necesario para la protección.Como verá en este libro blanco, no siempre es así. Como resultado de sus muchos años de conocimiento, experiencia y experiencia en la industria eléctrica,Emerson ha generado algunas orientaciones sobre cómo aplicar las calificaciones de corriente de sobretensiones. (Ver figura 1, página siguiente)
Selecting the correct type of surge protective device and understanding their classifications according to IEC and UL standards is crucial to ensuring that your electrical systems and electronic devices are adequately protected from voltage surgesCada norma proporciona un enfoque diferente para proteger los sistemas eléctricos, dependiendo de los requisitos específicos de la aplicación y la ubicación.
The primary purpose of a surge protective device is to shunt and suppress the transient voltages that are being introduced into an electrical distribution system from either an external or internal sourceLa selección de los SPD con corriente nominal de sobretensiones (kA) adecuada en todo el sistema de distribución eléctrica proporciona la mejor vida útil de los equipos.Al seleccionar los DOCUP adecuados para su instalación, tenga en cuenta estos puntos clave:
1Para proporcionar una adecuada supresión de las sobretensiones a una instalación y al equipo interno se requiere más de un único SPD situado en la entrada de servicio.Recomendamos SPD en cascada con una calificación de corriente de sobretensiones adecuada para cada ubicaciónEsto proporcionará una supresión superior para un panel de servicio o carga crítica. Un único SPD, no importa cuán grande o caro, no proporcionará el mismo nivel de protección del sistema.
2El tamaño excesivo de un DPA para su aplicación no puede perjudicar a un sistema, pero el tamaño bajo del DPA puede resultar en una falla prematura del DPA, dejando a los sistemas expuestos a transientes y sus efectos.
3Para los rayos directos, los SPD por sí solos no son un sustituto de un sistema integral de protección contra los rayos (consulte la certificación UL96A Master Lightning).
Precauciones para la instalación del SPD
Para garantizar el buen funcionamiento de los dispositivos de protección contra sobretensiones, es esencial una instalación cuidadosa.
- Instalar SPD en paralelo, situados directamente delante de los circuitos o dispositivos, para desviar las corrientes de sobretensiones de los equipos sensibles.
- Mantenga los cables de conexión dentro de la central lo más cortos posible, con una longitud máxima de 0,5 metros.
- El uso de un solo protector contra sobretensiones de tipo 1 puede no ser adecuado para controlar sobretensiones de alta energía y reducir las sobrevoltuaciones.
- Todas las instalaciones deben ser realizadas por electricistas cualificados, siguiendo las normas eléctricas locales para garantizar la correcta puesta a tierra y el montaje seguro del dispositivo.
Conclusión
En conclusión, los dispositivos de protección contra sobretensiones son esenciales para proteger la electrónica tanto en entornos industriales como comerciales.La instalación de un DSP correctamente calificado y certificado proporciona una protección confiable contra las sobretensiones que exceden las capacidades de los interruptores estándar.