protección de sobretensiones

una tensión … sin tensiones

Protección contra sobretensiones

Una tensión … con pocas tensiones

Nuevos tiempos, ¿nuevos conceptos?, ¿nuevas necesidades …?

De lo que son,

de lo que representan,

de la forma de protegerse

… y de aspectos normativos

¿ De qué vamos a hablar ?

las sobretensiones

¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos averiados después de una sobretensión ?

¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?

Mas vale prevenir que lamentar

La nueva reglamentación aporta nuevas prescripciones en cuanto a

sobretensiones

Reflexiones…

RBT-02.RBT-02. Art.16. 3Art.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-09ITC-09… + ITC-17ITC-17… + ITC-23 ITC-23… + ITC-25 ITC-25

Es un aumento de la tensión… ¿nominal?

¿Que es una sobretensión?

¿ Tensión eficaz, instantánea, de cresta ?

¿ Las fases, el neutro, respecto a tierra ?

¿ Horas, minutos, segundos, mseg., seg. ?

¿ A 50 Hz, a kHz, a MHz ? …

¿ Aumentan de repente o poco a poco ?

¿ Están relacionadas con otros problemas,

huecos de tensión, resonancias,… ?

¿ Implican deformación de la onda ?

Sobretensiones, tipos:

Sobretensión transitoria

Sobretensión temporal, permanente o a 50 Hz

Aparece un impulso

Aumenta la tensión

Evolución de la compatibilidad electromagnética

(CEM)

Inmunidad a la perturbación

Grado de perturbación

1950 1960 1970 1980 1990 2000

Equipos afectados

De todo tipo; eléctricos y electrónicos

Daños en los equipos

Mal funcionamiento

Envejecimiento prematuro

Destrucción

Sobretensiones transitorias

Fundamentalmente por la inductancia de las instalaciones

Origen de las perturbaciones:

Rayo

Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierresde interruptores, arranque de motores, conmutación de cargas inductivas, etc.

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, …

Origen de las perturbaciones:

Rayo

Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierresde interruptores, arranque de motores, conmutación de cargas inductivas, etc.

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, …

Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas

Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.

Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas

Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.


… 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.

Sobretensiones transitorias de origen atmosférico

Un paréntesis Un paréntesis

Protección contra el rayoProtección contra el rayo

Normas UNE 21185 y UNE 21186Normas UNE 21185 y UNE 21186

(no son normas de referencia en el RBT)(no son normas de referencia en el RBT)

Un paréntesis Un paréntesis

Protección contra el rayoProtección contra el rayo

Normas UNE 21185 y UNE 21186Normas UNE 21185 y UNE 21186

(no son normas de referencia en el RBT)(no son normas de referencia en el RBT)

+ … C. T. E. …

Los daños que provocan las sobretensiones dependen de la forma de onda que les acompaña

t


t

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

Valor de cresta; muy superior al valor admisible de condensadores, diodos y

semiconductores en general

La forma de onda viene definida por tres parámetros


tiempo (μs)

Onda t M / t D

t M = tiempo de crecimiento t D = duración (μs)

90 %

30 %

10 %

50 %

Para una ONDA DE TENSIÓN:

t M = 1,67 (t 90 – t 30) t

D = t 50 – t 30

Para una ONDA DE INTENSIDAD:

t M = 1,25 (t 90 – t 10) t D = t 50 – t 10

Ejemplos de Ondas Normalizadas:Ejemplos de Ondas Normalizadas:

ONDA DE TENSIÓN: 1,2 / 50

ONDA DE INTENSID.: 8 / 20

IMPULSOS

t50t 10 t 30 t 90

ONDA DE INTENSID.: 10 / 350

Tensión o Intensidad


Distintos tipos de impulsos

t

Impulsos tipo rayo < 100 s

Conmutaciones en redes < 1 ms

el 30% el 70%


Tipos básicos, según el modo de propagación

Fases

Neutro

Fases

Neutro

Modo COMÚN o ASIMÉTRICA Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA

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 ]


Funcionamiento de la protección


¿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


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



INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORASINSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS

PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONESPROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES

TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT

Instalación receptora

Exterior Zonas comunes

RED DE DISTRIBUCIÓN

INSTALACIÓN DE ENLACE INSTALACIÓN INTERIOR

Empresa distribuidora

Conservación

Mantenimiento

Propiedad del usuario

Conservación

Mantenimiento

Usuario receptor

Conservación

Mantenimiento

TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT

Exterior



Empresa distribuidora

Conservación

Mantenimiento

Propiedad de un único usuario

Conservación

Mantenimiento

Instalación receptora

DIFERENCIAS

CARLOS LÓPEZ BUENO



Es preciso distinguir dos tipos de sobretensiones transitorias:

Las producidas como consecuencia de la descarga directa del rayo.

Las debidas a la influencia de la descarga lejana del rayo, conmutaciones de la red, defectos en la red, efectos inductivos, capacitivos, etc.

Ésta ITC NO TRATA la descarga directa del rayo


SISTEMAS TRIFÁSICOS

SISTEMAS MONOFÁSICOS

CATEGORÍA IV

CATEGORÍA III

CATEGORÍA II

CATEGORÍA I

230/400 230 6 4 2,5 1,5400/690

1.000--- ---

8 6 4 2,5

Tensión nominal de la instalación (V)

Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)

Descripción

de las

categorías

Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados a ser conectados a instalación fija

Para equipos destinados a ser conectados a una instalación eléctrica fija

Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad

Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.

CATEGORÍA IV:

CATEGORÍA III:

CATEGORÍA II:

CATEGORÍA I:


Mediante una adecuada selección de la categoría, se puede lograr la COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO

del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable

La categoría indica la tensión soportada a la onda de choque de sobretensión

La categoría determina el valor límite máximo de la tensión residual que dañaría…

BastaMedia

Fina


están concebidas como una estrategia para conseguir una protección en cascada, que integra tres niveles de protección :

Descripción

de las

categorías

Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados a ser conectados a instalación fija

Para equipos destinados a ser conectados a una instalación eléctrica fija

Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad

Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.

CATEGORÍA IV:

CATEGORÍA III:

CATEGORÍA II:

CATEGORÍA I:


Protección Protección

escalonada escalonada Protección Protección

escalonada escalonada

Clase DClase CClase BVDE 0675-6

Clase IIIClase IIClase IIEC 61643-1

Tipo 3Tipo 2Tipo 1UNE-EN 61643-11

FinaMediaBastaTipo de protección

Clase DClase CClase BVDE 0675-6

Clase IIIClase IIClase IIEC 61643-1

Tipo 3Tipo 2Tipo 1UNE-EN 61643-11

FinaMediaBastaTipo de protección

Protección contra corrientes de rayo

Protección general contra sobretensiones en BT

Protección contra sobretensiones para equipos sensibles

Tipos de descargadores, niveles


Situación controlada

- Cuando una instalación se alimenta o incluye una línea aérea, desnuda o aislada, se considera necesario una protección contra sobretensiones de origen atmosférico en el origen de la instalación

- También se considera Sit. Controlada aquélla Sit. Natural que por continuidad del servicio, valor económico de los equipos, pérdidas irreparables...

Situación natural

- Cuando se prevé un bajo riesgo, se considera suficiente la resistencia a sobretensiones de los equipos - Cuando la instalación se alimenta desde una red subterránea o aérea apantallada…


… dos tipos de situaciones

Resumen, es obligatorio instalar protecciones contra sobretensiones transitorias; Si la alimentación en BT es total o parcialmente aérea

Si de la instalación sale alguna línea aérea

Si el edificio (o uno próximo), tiene pararrayos

Si el riesgo de averías puede suponer pérdidas irreparables

Si es muy necesaria la continuidad del servicio

Si es elevado el valor económico de los equipos

En los demás casos es “solamente” MUY recomendable



Guía de

aplicación

de ITC-23¿ ?

Sobretensiones temporales, opermanentes,

o a 50 Hz

Sobretensiones temporales, opermanentes,

o a 50 Hz

Sobretensiones, tipos:

Sobretensión transitoria

Sobretensión temporal, permanente o a 50 Hz

Aparece un impulso

Aumenta la tensión

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-09ITC-09… + ITC-17ITC-17… + ITC-23 ITC-23… + ITC-25 ITC-25

Sobretensiones temporales

Las sobretensiones temporales, también llamadas

sobretensiones permanentes, o sobretensiones a frec. industrial,

se producen no solo por corte del neutro

en cualquier punto de la RED DE DISTRIBUCIÓN,

en cualquier punto de INSTALACIÓN DE ENLACE, o

en cualquier punto de la INSTALACIÓN INTERIOR O RECEPTORA,

sino también por conexión o desconexión de un GRAN CONSUMO,

conexión o desconexión de CONDENSADORES, …


Los protectores contra sobretensiones transitorias tienen que disipar la energía de los impulsos de las sobretensiones

Han de “engullir” literalmente la energía de la sobretensión

Los protectores contra sobretensiones temporales tienen que actuar para que el suministro se interrumpa cuando la tensión

supere un cierto valor, durante un tiempo, no tolerable para el equipo eléctrico. Por tanto, necesitan mandar “unos contactos” que corten el suministro


Los protectores contra sobretensiones permanentes tienen que interrumpir el suministro solamente cuando sea necesario, es

decir, cuando la sobretensión permanente sea realmente perjudicial para los equipos eléctricos de la instalación

Los aparatos eléctricos “normales”, los “domésticos”, soportan incrementos de tensión de hasta el 50% (ó más), durante algunas

décimas de segundo (o más)

El mercado ofrece hace años para el sector industrial, todo tipo de protecciones contra sobretensiones, regulables en tensión máxima, en tensión mínima,

en tiempo de retardo en el disparo, etc.,


Pero el sector doméstico y el pequeño sector terciario, necesita una protección contra sobretensiones permanentes que sea:

Muy fiable, de bajo coste, fácil de instalar, sin regulación, de larga vida, sin mantenimiento, modular, que ocupe poco espacio, posibilidad de monofásico y de trifásico… y que en ningún momento pueda disminuir la seguridad de las personas y de las instalaciones.

Éste tipo de protecciones ya existen, haciendo que dispare un interruptor diferencial u otro interruptor, es un reto actual

de los fabricantes de éste tipo de protecciones


+ + + Cuando la tensión retorne al valor nominal, o en previsión de disparos intempestivos, puede y debe existir la posibilidad

de que sea reenganchable

Dicha posibilidad es muy interesante, cuando no necesaria… (congelador descongelado, etc., aunque se haya evitado un mal mayor), pero exigirá que el Interruptor General Automático o el Int. Diferencial General (el que haga actuar la protección contra

sobretensiones permanentes), sea motorizado o…, con los intentos de reconexión que proceda, programados los ciclos

de reenganche, etc., o simplemente que reconecte cuando la tensión retorne a su valor nominal


+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV, comunicaciones y señales en general

Protección contra sobretensiones:

TRANSITORIAS, … distintos niveles…

PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche

TRANSITORIAS y PERMANENTES

RESUMEN de posibilidades

Monofásico y trifásico


Protecciones contra sobretensiones

La reglamentación actual obliga a proteger a los equipos frente a sobretensiones originadas por cualquier causa

El Real Decreto 842/2002

Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión

La Reglamentación Autonómica emergente

(Normas Particulares de Empresas Distribuidoras)

BOJA núm. 109 Página núm. 72 Sevilla, 7 de junio 2005

CONSEJERIA DE INNOVACION, CIENCIA Y EMPRESA

RESOLUCION de 5 de mayo de 2005, de la DirecciónGeneral de Industria, Energía y Minas, por la quese aprueban las normas particulares y condiciones técnicas y de seguridad de la empresa distribuidora de energía eléctrica Endesa Distribución, S.L.U., en el Ámbito de la Comunidad Autónoma de Andalucía.


Capítulo II Acometidas e instalaciones de enlace

Ap. 8.2 Composición y características de los cuadros

… - Dispositivos de protección contra sobretensiones, según el art. 16.3 del REBT, siendo opcional para el titular de la instalación el que sea con reconexión automática al reestablecerse las condciciones normales del servicio


Entrada en vigor de las NPS

Carácter obligatorio para las instalaciones cuya documentación se presente para su tramitación en las Delegaciones Provinciales a partir del 7-12-2005…

El último transitorio llega hasta el 7-12-2007, para las instalaciones proyectadas antes del 7-12-2005

BOJA núm 228,

de 7-11-2005


Criterios de interpretación (www.endesa.es)


Diari Oficial de la Generalitat de Catalunya Núm. 4827 – 22.2.2007 6425

RESOLUCIÓ

ECF/4548/2006, de 29 de desembre, per la quals’aproven a Fecsa-Endesa les Normes tècniquesparticulars relatives a les instal·lacions de xarxai a les instal·lacions d’enllaç (exp. EE-104/01).

¿Que está pasando en otros lugares de España?


Han coincidido con los técnicos de la Generalitat en la interpretación del Art. 16 del Reglamento de BT

en el sentido de que el mismo obliga a proteger las instalaciones para los efectos de las sobretensiones que por distintas causas cabe prever en las mismas,

entre las que están incluidas las roturas de neutro o falsas conexiones que se puedan producir

en cualquier punto.

Fecsa-Endesa


Fecsa-Endesa Composició i característiques dels quadres

Els dispositius generals i individuals de comandament i protecció seran, com a mínim:

- Un interruptor general automàtic de tall omnipolar que permeti el seu accionament manual i que estigui dotat d’elements de protecció contra sobrecàrregues i curtcircuits Aquest interruptor serà independent de l’interruptor de control de potència.

- Dispositius destinats a la protecció contra les sobretensions permanents amb caracter obligatori.

- Dispositius destinats a la protecció contra les sobretensions transitòries, segons ITC-BT-23.

- Un interruptor diferencial general, destinat a la protecció ...


protección de sobretensiones

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