SOBRETENSIONES
Las sobretensiones en las líneas eléctricas son un fenómeno bastante común que puede ocurrir tanto en instalaciones eléctricas residenciales como industriales
En muchos casos, y si no se tiene la adecuada protección contra sobretensiones, suelen producir daños, incluso rotura y/o quemadura de los aparatos eléctricos de la instalación.
Índice de Contenidos:
- ¿Qué son las sobretensiones?
- Sobretensiones Permanentes y Transitorias
- Causas de las Sobretensiones
- Protección Frente a las Sobretensiones
- ¿Qué Instalaciones Necesitan Protección?
- Categorías de las Sobretensiones
- Parámetros de los Protectores de Sobretensiones
Los niveles de voltaje típicos para electrodomésticos y productos electrónicos están entre 230 en monofásica y 400V en trifásica en la mayoría de los países.
Cuando llega una cantidad significativamente mayor de voltaje a través de los cables a los dispositivos, se conoce como sobretensión o sobrevoltaje.
Por ejemplo, si a una instalación industrial de baja tensión le llega una sobretensión de 2,5 k V, aunque sea solo durante unos pocos milisegundos, todos los equipos conectados en ese momento a la red eléctrica cuyo aislamiento no haya sido diseñado para soportar ese nivel de voltaje resultarían dañados.
Estas sobretensiones pueden ser pequeñas o grandes, pero reduce el rendimiento de los dispositivos eléctricos y/o posiblemente los dañe al estar enchufados.
Los picos de tensión son el valor que aumentara tensión nominal del sistema y pueden ir desde tan solo un voltio por encima hasta miles de voltios en exceso, como cuando un rayo cae sobre las líneas eléctricas o un transformador.
Las principales razones por las que se producen son la sobrecarga eléctrica, el cableado defectuoso, los rayos y la restauración de la energía después de un corte o apagón eléctrico.
Luego veremos más detalladamente las causas.
Las sobretensiones temporales son picos de tensión de muy corta duración.
La principal diferencia entre sobretensiones transitorias y permanentes son su origen y su duración.
En cuanto a su duración:
- Las transitorias son aumentos de voltaje, de muy corta duración (milisegundos)
- Las permanentes son aumentos de tensión durante un período de tiempo más largo o incluso indeterminado.
En cuanto al origen:
- Las transitorias pueden ser causados por descargas eléctricas atmosféricas (rayos), procesos de conmutación o averías (contacto a tierra o cortocircuito) incluso por la rotura de un cable en la instalación.
- Las permanentes se producen por desequilibrio de fases, generalmente provocado por problemas en la red de distribución eléctrica, o por fallos en la conexión del conductor neutro o rotura del mismo.
Cuando hay una ruptura o defectos en la conexión del neutro suele provocar la descompensación de las fases y se traduce en unas sobretensiones permanentes.
Esta causa es la más habitual de las sobretensiones permanentes, aunque también pueden producirse por problemas de la red de distribución eléctrica o fallos en los centros de transformación.
Las causas más importantes desde el punto eléctrico son las de las sobretensiones transitorias.
Veamos las más frecuentes de aparición de sobretensiones transitorias de origen atmosférico:
- La caída de un rayo sobre la línea de distribución o en sus proximidades
- El funcionamiento de un sistema de protección externa contra descargas atmosféricas (pararrayos, puntas Franklin, jaulas de Faraday, etc.), situado en el propio edificio o en sus proximidades.
- La incidencia directa de una descarga atmosférica en el propio edificio, tanto más probable cuanto más alto sea éste, o en sus proximidades.
A estos efectos se considera proximidad una distancia de aproximadamente 50 m.
Se suelen instalar detrás del IGA y delante del diferencial para que proteja toda la instalación.
Los varistores son una solución muy barata para proteger las instalaciones de los picos de tensión transitorias.
Cuando hay una sobretensión el varistor actúa como un elemento de impedancia cero, la corriente en exceso producida por la sobretensión se deriva a tierra.
Para proteger contra una sobretensión de una duración prolongada o permanentes, los varistores resultan ineficaces.
Para las permanentes son válidos unos protectores que llevan una bobina que actá sobre los interruptores magnetotérmicos abriéndolos cuando hay un exceso de tensión, no muy grande pero prolongada en el tiempo, como ocurre con las sobretensiones permanentes..
En el marcado ya existen dispositivos que protegen frente a los 2 tipos de sobretensiones.
Paras saber mucho más visita: Protector de Sobretensiones
Otras soluciones mas caseras serían:
- Cuando se acerca una tormenta es recomendable desconectar (en la medida de lo posible) los aparatos conectados al contador de electricidad como TV, teléfono inalámbrico, horno microondas, ordenador, etc.
- Para evitar daños debido a sobretensiones, es posible comprar filtros de sobrecarga adecuados para insertar en los enchufes.
Recuerda que hay algunas instalaciones que necesitan obligatoriamente protecciones contra las sobretensiones.
- La vida humana, por ejemplo, servicios de seguridad, centros de emergencias, equipo médico en hospitales.
- La vida de los animales, por ejemplo, explotaciones ganaderas, piscifactorías, etc.
- Los servicios públicos, por ejemplo, pérdida de servicios para el público, centros informáticos, sistemas de telecomunicación.
- Las instalaciones de los locales de pública concurrencia cubiertos por la ITC-BT-28.
- La actividad agrícola o industrial en función del impacto económico que pudieran implicar las sobretensiones (continuidad del servicio, destrucción de equipos, etc.).
Por otro lado, la nueva ITC-BT-52 incluye la necesidad de protección contra sobretensiones en las instalaciones para la recarga de vehículos eléctricos.
Asimismo, aunque la situación sea natural, la instalación de dispositivos de protección contra sobretensiones transitorias es recomendable en aquellas provincias con al menos 20 días de tormenta al año y muy recomendable en aquellas con al menos 25 días.
OJO te recomendamos antes de hacer una instalación que revises las "Normas Particulares de las Suministradora" ya que muchas de ellas ya exigen instalar un protector contra las sobretensiones.
Te dejamos 2 tablas resumen:
Categoría I
Se aplica a los equipos muy sensibles a las sobretensiones y que están destinados a ser conectados a la instalación eléctrica fija.
En este caso, las medidas de protección se toman fuera de los equipos a proteger, ya sea en la instalación fija o entre la instalación fija y los equipos, con objeto de limitar las sobretensiones a un nivel específico.
Ejemplo: ordenadores, equipos electrónicos muy sensibles, etc.
Categoría II
Se aplica a los equipos destinados a conectarse a una instalación eléctrica fija.
Ejemplo: electrodomésticos, herramientas portátiles y otros equipos similares.
Categoría III
Se aplica a los equipos y materiales que forman parte de la instalación eléctrica fija y a otros equipos para los cuales se requiere un alto nivel de fiabilidad.
Ejemplo: armarios de distribución, embarrados, aparamenta (interruptores, seccionadores, tomas de corriente...), canalizaciones y sus accesorios (cables, caja de derivación...), motores con conexión eléctrica fija (ascensores, máquinas industriales...), etc.
Categoría IV
Se aplica a los equipos y materiales que se conectan en el origen o muy próximos al origen de la instalación, aguas arriba del cuadro de distribución.
Ejemplo: contadores de energía, aparatos de telemedida, equipos principales de protección contra sobreintensidades, etc.
Nivel de Protección (Up): Es el parámetro que caracteriza el funcionamiento del dispositivo de protección contra sobretensiones por limitación de la tensión entre sus bornes.
Debe ser inferior a la categoría de sobretensión de la instalación o equipo a proteger.
No obstante, si el protector está alejado de dicho punto puede ser necesario utilizar protectores adicionales.
Corriente de Impulso (Iimp): Es la corriente de cresta que puede soportar el dispositivo de protección sin fallo.
La forma de onda de la corriente aplicada está normalizada como 10/350 µs.
Intensidad Máxima de Descarga (Imax): Es la corriente de cresta que puede soportar en un solo pulso, el dispositivo de protección sin fallo.
La forma de onda de la corriente aplicada está normalizada como 8/20 µs.
Tensión Máxima de Servicio (Uc): Es el valor eficaz de tensión máxima que puede aplicarse permanentemente a los bornes del dispositivo de protección.
Corriente Nominal (In): Es la corriente que el dispositivo es capaz de derivar a tierra un mínimo de 20 veces sin fallar.
Indicación Remota (IR): Los modelos con indicación remota (IR) disponen de un contacto libre de potencial para una señalización a distancia del final de la vida útil del protector.
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En muchos casos, y si no se tiene la adecuada protección contra sobretensiones, suelen producir daños, incluso rotura y/o quemadura de los aparatos eléctricos de la instalación.
Índice de Contenidos:
- ¿Qué son las sobretensiones?
- Sobretensiones Permanentes y Transitorias
- Causas de las Sobretensiones
- Protección Frente a las Sobretensiones
- ¿Qué Instalaciones Necesitan Protección?
- Categorías de las Sobretensiones
- Parámetros de los Protectores de Sobretensiones
¿Qué son las Sobretensiones?
Son subidas de tensión que son más altas de lo normal.Los niveles de voltaje típicos para electrodomésticos y productos electrónicos están entre 230 en monofásica y 400V en trifásica en la mayoría de los países.
Cuando llega una cantidad significativamente mayor de voltaje a través de los cables a los dispositivos, se conoce como sobretensión o sobrevoltaje.
Por ejemplo, si a una instalación industrial de baja tensión le llega una sobretensión de 2,5 k V, aunque sea solo durante unos pocos milisegundos, todos los equipos conectados en ese momento a la red eléctrica cuyo aislamiento no haya sido diseñado para soportar ese nivel de voltaje resultarían dañados.
Estas sobretensiones pueden ser pequeñas o grandes, pero reduce el rendimiento de los dispositivos eléctricos y/o posiblemente los dañe al estar enchufados.
Los picos de tensión son el valor que aumentara tensión nominal del sistema y pueden ir desde tan solo un voltio por encima hasta miles de voltios en exceso, como cuando un rayo cae sobre las líneas eléctricas o un transformador.
Las principales razones por las que se producen son la sobrecarga eléctrica, el cableado defectuoso, los rayos y la restauración de la energía después de un corte o apagón eléctrico.
Luego veremos más detalladamente las causas.
Sobretensiones Permanentes y Transitorias
Las sobretensiones permanentes, temporales o mantenidas son aumento de tensión por encima del 10% del valor nominal de la red de distribución que se mantienen durante varios ciclos o de forma permanente.Las sobretensiones temporales son picos de tensión de muy corta duración.
La principal diferencia entre sobretensiones transitorias y permanentes son su origen y su duración.
En cuanto a su duración:
- Las transitorias son aumentos de voltaje, de muy corta duración (milisegundos)
- Las permanentes son aumentos de tensión durante un período de tiempo más largo o incluso indeterminado.
En cuanto al origen:
- Las transitorias pueden ser causados por descargas eléctricas atmosféricas (rayos), procesos de conmutación o averías (contacto a tierra o cortocircuito) incluso por la rotura de un cable en la instalación.
- Las permanentes se producen por desequilibrio de fases, generalmente provocado por problemas en la red de distribución eléctrica, o por fallos en la conexión del conductor neutro o rotura del mismo.
Cuando hay una ruptura o defectos en la conexión del neutro suele provocar la descompensación de las fases y se traduce en unas sobretensiones permanentes.
Esta causa es la más habitual de las sobretensiones permanentes, aunque también pueden producirse por problemas de la red de distribución eléctrica o fallos en los centros de transformación.
Causas de las Sobretensiones
Hay varias causas para una subida de tensión.Las causas más importantes desde el punto eléctrico son las de las sobretensiones transitorias.
Veamos las más frecuentes de aparición de sobretensiones transitorias de origen atmosférico:
- La caída de un rayo sobre la línea de distribución o en sus proximidades
- El funcionamiento de un sistema de protección externa contra descargas atmosféricas (pararrayos, puntas Franklin, jaulas de Faraday, etc.), situado en el propio edificio o en sus proximidades.
- La incidencia directa de una descarga atmosférica en el propio edificio, tanto más probable cuanto más alto sea éste, o en sus proximidades.
A estos efectos se considera proximidad una distancia de aproximadamente 50 m.
Protecciones Frente a las Sobretensiones
Los dispositivos de protección siempre se instalan en paralelo con la instalación que se quiere proteger y con una unión a tierra lo más directa posible.Se suelen instalar detrás del IGA y delante del diferencial para que proteja toda la instalación.
Los varistores son una solución muy barata para proteger las instalaciones de los picos de tensión transitorias.
Cuando hay una sobretensión el varistor actúa como un elemento de impedancia cero, la corriente en exceso producida por la sobretensión se deriva a tierra.
Para proteger contra una sobretensión de una duración prolongada o permanentes, los varistores resultan ineficaces.
Para las permanentes son válidos unos protectores que llevan una bobina que actá sobre los interruptores magnetotérmicos abriéndolos cuando hay un exceso de tensión, no muy grande pero prolongada en el tiempo, como ocurre con las sobretensiones permanentes..
En el marcado ya existen dispositivos que protegen frente a los 2 tipos de sobretensiones.
Paras saber mucho más visita: Protector de Sobretensiones
Otras soluciones mas caseras serían:
- Cuando se acerca una tormenta es recomendable desconectar (en la medida de lo posible) los aparatos conectados al contador de electricidad como TV, teléfono inalámbrico, horno microondas, ordenador, etc.
- Para evitar daños debido a sobretensiones, es posible comprar filtros de sobrecarga adecuados para insertar en los enchufes.
Recuerda que hay algunas instalaciones que necesitan obligatoriamente protecciones contra las sobretensiones.
¿Qué Instalaciones Necesitan Protección contra SobreTensiones?
Según el análisis de riesgos contemplado en la Norma UNE EN 62305-2, se consideran situaciones controladas que deberán disponer de protección contra sobretensiones, todas aquellas instalaciones en las que el fallo del suministro o de los equipos debido a la sobretensión pudiera afectar a:- La vida humana, por ejemplo, servicios de seguridad, centros de emergencias, equipo médico en hospitales.
- La vida de los animales, por ejemplo, explotaciones ganaderas, piscifactorías, etc.
- Los servicios públicos, por ejemplo, pérdida de servicios para el público, centros informáticos, sistemas de telecomunicación.
- Las instalaciones de los locales de pública concurrencia cubiertos por la ITC-BT-28.
- La actividad agrícola o industrial en función del impacto económico que pudieran implicar las sobretensiones (continuidad del servicio, destrucción de equipos, etc.).
Por otro lado, la nueva ITC-BT-52 incluye la necesidad de protección contra sobretensiones en las instalaciones para la recarga de vehículos eléctricos.
Asimismo, aunque la situación sea natural, la instalación de dispositivos de protección contra sobretensiones transitorias es recomendable en aquellas provincias con al menos 20 días de tormenta al año y muy recomendable en aquellas con al menos 25 días.
OJO te recomendamos antes de hacer una instalación que revises las "Normas Particulares de las Suministradora" ya que muchas de ellas ya exigen instalar un protector contra las sobretensiones.
Te dejamos 2 tablas resumen:
Categorías de la Sobretensiones
Según REBT ITC 23 tenemos las siguientes categorías:Categoría I
Se aplica a los equipos muy sensibles a las sobretensiones y que están destinados a ser conectados a la instalación eléctrica fija.
En este caso, las medidas de protección se toman fuera de los equipos a proteger, ya sea en la instalación fija o entre la instalación fija y los equipos, con objeto de limitar las sobretensiones a un nivel específico.
Ejemplo: ordenadores, equipos electrónicos muy sensibles, etc.
Categoría II
Se aplica a los equipos destinados a conectarse a una instalación eléctrica fija.
Ejemplo: electrodomésticos, herramientas portátiles y otros equipos similares.
Categoría III
Se aplica a los equipos y materiales que forman parte de la instalación eléctrica fija y a otros equipos para los cuales se requiere un alto nivel de fiabilidad.
Ejemplo: armarios de distribución, embarrados, aparamenta (interruptores, seccionadores, tomas de corriente...), canalizaciones y sus accesorios (cables, caja de derivación...), motores con conexión eléctrica fija (ascensores, máquinas industriales...), etc.
Categoría IV
Se aplica a los equipos y materiales que se conectan en el origen o muy próximos al origen de la instalación, aguas arriba del cuadro de distribución.
Ejemplo: contadores de energía, aparatos de telemedida, equipos principales de protección contra sobreintensidades, etc.
Parámetros de los Protectores de Sobretensiones
A la hora de elegir nuestro aparato para protegernos de las sobretensiones tendremos que fijarnos en una serie de parámetros para su elección:Nivel de Protección (Up): Es el parámetro que caracteriza el funcionamiento del dispositivo de protección contra sobretensiones por limitación de la tensión entre sus bornes.
Debe ser inferior a la categoría de sobretensión de la instalación o equipo a proteger.
No obstante, si el protector está alejado de dicho punto puede ser necesario utilizar protectores adicionales.
Corriente de Impulso (Iimp): Es la corriente de cresta que puede soportar el dispositivo de protección sin fallo.
La forma de onda de la corriente aplicada está normalizada como 10/350 µs.
Intensidad Máxima de Descarga (Imax): Es la corriente de cresta que puede soportar en un solo pulso, el dispositivo de protección sin fallo.
La forma de onda de la corriente aplicada está normalizada como 8/20 µs.
Tensión Máxima de Servicio (Uc): Es el valor eficaz de tensión máxima que puede aplicarse permanentemente a los bornes del dispositivo de protección.
Corriente Nominal (In): Es la corriente que el dispositivo es capaz de derivar a tierra un mínimo de 20 veces sin fallar.
Indicación Remota (IR): Los modelos con indicación remota (IR) disponen de un contacto libre de potencial para una señalización a distancia del final de la vida útil del protector.
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© Se permite la total o parcial reproducción del contenido, siempre y cuando se reconozca y se enlace a este artículo como la fuente de información utilizada.
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