Protección contra sobretensiones
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Protección contra sobretensiones. una tensión … sin tensiones. Una tensión … con pocas tensiones. Nuevos tiempos, ¿nuevos conceptos?, ¿nuevas necesidades …?. ¿ De qué vamos a hablar ?. De lo que son, de lo que representan,

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Presentation Transcript


Una tensi n sin tensiones

Protección contra sobretensiones

una tensión … sin tensiones


Una tensi n sin tensiones

Una tensión … con pocas tensiones

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


Una tensi n sin tensiones

¿ De qué vamos a hablar ?

  • De lo que son,

    de lo que representan,

    de la forma de protegerse

  • … y de aspectos normativos

lassobretensiones


Una tensi n sin tensiones

Reflexiones…

 ¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos eléctricos y electrónicosfrente a las sobretensiones ?

 ¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos averiadosdespués de una sobretensión ?

Mas vale prevenir que lamentar

La nueva reglamentación aporta nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones


Una tensi n sin tensiones

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 sobretensionesque por distintas causas cabe prever en las mismas y resguardarán a susmateriales y equipos de las acciones y efectos de los agentes externos

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


Una tensi n sin tensiones

¿Que es una sobretensión?

Es un aumento de la tensión… ¿nominal?

¿ 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 ?


Una tensi n sin tensiones

Sobretensiones, tipos:

Aparece un impulso

Sobretensión transitoria

Aumenta la tensión

Sobretensión temporal, permanente o a 50 Hz


Una tensi n sin tensiones

Evolución de la compatibilidad electromagnética (CEM)

Grado de perturbación

Inmunidad a la perturbación

1950 1960 1970 1980 1990 2000


Una tensi n sin tensiones

Sobretensiones transitorias

  • Equipos afectados

  • De todo tipo; eléctricos y electrónicos

    Daños en los equipos

  • Mal funcionamiento

  • Envejecimiento prematuro

  • Destrucción


Una tensi n sin tensiones

Sobretensiones transitorias

  • Origen de las perturbaciones:

  • Rayo

  • Maniobraseléctricas 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.

Fundamentalmente por la inductancia de las instalaciones


Una tensi n sin tensiones

Sobretensiones transitorias de origen atmosférico

… 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.


Una tensi n sin tensiones

Un paréntesis

Protección contra el rayo

Normas UNE 21185 y UNE 21186

(no son normas de referencia en el RBT)

+ … C. T. E. …


Una tensi n sin tensiones

t

Sobretensiones transitorias

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


Una tensi n sin tensiones

Sobretensiones transitorias

La forma de onda viene definida por tres parámetros

Valor de cresta; muy superior al valor admisible de condensadores, diodos y semiconductores en general

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

t


Una tensi n sin tensiones

Sobretensiones transitorias

Onda tM / tD

tM= tiempo de crecimiento tD = duración (μs)

Tensión o Intensidad

IMPULSOS

90%

Para una ONDA DE TENSIÓN:t M = 1,67 (t 90 – t 30) t D = t 50 – t 30

50%

Para una ONDA DE INTENSIDAD:t M = 1,25 (t 90 – t 10) t D = t 50 – t 10

30%

Ejemplos de Ondas Normalizadas:

10%

ONDA DE TENSIÓN:1,2 / 50

t50

t 90

t 30

t 10

tiempo (μs)

ONDA DE INTENSID.:8 / 20

ONDA DE INTENSID.:10/350


Una tensi n sin tensiones

Sobretensiones transitorias

Distintos tipos de impulsos

Impulsos tipo rayo < 100 s

Conmutaciones en redes < 1 ms

t

el 70%

el 30%


Una tensi n sin tensiones

Sobretensiones transitorias

Tipos básicos, según el modo de propagación

Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA

Modo COMÚN o ASIMÉTRICA

Fases

Fases

U

Neutro

Neutro

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 ]


Una tensi n sin tensiones

Sobretensiones transitorias

Funcionamiento de la protección


Una tensi n sin tensiones

Sobretensiones transitorias

Funcionamiento de la protección


Una tensi n sin tensiones

Sobretensiones transitorias

Funcionamiento de la protección


Una tensi n sin tensiones

Sobretensiones transitorias

¿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


Una tensi n sin tensiones

Sobretensiones transitorias

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


Una tensi n sin tensiones

Sobretensiones transitorias

RBT, ITC-23 . . .

INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS

PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES


Una tensi n sin tensiones

Zonas comunes

Exterior

Empresa distribuidora

Propiedad del usuario

Usuario receptor

Conservación

Mantenimiento

Conservación

Mantenimiento

Conservación

Mantenimiento

TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT

Instalación receptora

RED DE DISTRIBUCIÓN

INSTALACIÓN DE ENLACE

INSTALACIÓN INTERIOR


Una tensi n sin tensiones

Exterior

Empresa distribuidora

Conservación

Mantenimiento

Conservación

Mantenimiento

TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT

Instalación receptora

RED DE DISTRIBUCIÓN

INSTALACIÓN DE ENLACE

INSTALACIÓN INTERIOR

Propiedad de un único usuario


Una tensi n sin tensiones

DIFERENCIAS

RED DE DISTRIBUCIÓN

INSTALACIÓN INTERIOR

INSTALACIÓN DE ENLACE

 CARLOS LÓPEZ BUENO


Una tensi n sin tensiones

Sobretensiones transitorias

ITC-23 . . .

  • 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


Una tensi n sin tensiones

Sobretensiones transitorias

ITC-23 . . .

Descripción de las categorías

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

CATEGORÍA I:

Para equipos destinados a ser conectados a una instalación eléctrica fija

CATEGORÍA II:

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

CATEGORÍA III:

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

CATEGORÍA IV:


Una tensi n sin tensiones

Basta

Media

Fina

Sobretensiones transitorias

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…

  • Mediante una adecuada selección de la categoría, se puede lograr laCOORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO del conjunto, reduciendo elriesgo de fallo a un nivel aceptable

ITC-23 . . .

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


Una tensi n sin tensiones

Sobretensiones transitorias

ITC-23 . . .

Descripción de las categorías

Protección escalonada

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

CATEGORÍA I:

Para equipos destinados a ser conectados a una instalación eléctrica fija

CATEGORÍA II:

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

CATEGORÍA III:

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

CATEGORÍA IV:


Una tensi n sin tensiones

Sobretensiones transitorias

Tipos de descargadores, niveles

Protección contra corrientes de rayo

Protección general contra sobretensiones en BT

Protección contra sobretensiones para equipos sensibles


Una tensi n sin tensiones

Sobretensiones transitorias

… dos tipos de situaciones

ITC-23 . . .

Situación natural

- Cuando se prevé unbajo riesgo,se considerasuficiente la resistenciaa sobretensionesde los equipos- Cuando la instalación se alimenta desde unared subterráneao aérea apantallada…

Situación controlada

- Cuando una instalaciónse alimenta o incluye una línea aérea,desnuda o aislada, se consideranecesario una protección contra sobretensionesde 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...


Una tensi n sin tensiones

Sobretensiones transitorias

Resumen, es obligatorio instalar protecciones contra sobretensiones transitorias;

ITC-23 . . .

  • Si la alimentación en BT estotal o parcialmente aérea

  • Si de la instalación sale algunalínea aérea

  • Si el edificio (o uno próximo), tienepararrayos

  • Si el riesgo de averías puede suponerpérdidas irreparables

  • Si es muy necesaria lacontinuidad del servicio

  • Si es elevado elvalor económico de los equipos

En los demás casos es “solamente” MUY recomendable


Una tensi n sin tensiones

Sobretensiones transitorias

¿ ?

Guía de aplicación de ITC-23


Una tensi n sin tensiones

Sobretensionestemporales, opermanentes, oa 50 Hz


Una tensi n sin tensiones

Sobretensiones, tipos:

Aparece un impulso

Sobretensión transitoria

Aumenta la tensión

Sobretensión temporal, permanente o a 50 Hz


Una tensi n sin tensiones

Sobretensiones temporales

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 sobretensionesque por distintas causas cabe prever en las mismas y resguardarán a susmateriales y equipos de las acciones y efectos de los agentes externos

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


Una tensi n sin tensiones

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, …


Una tensi n sin tensiones

Sobretensiones temporales

Los protectores contra sobretensiones transitoriastienen quedisipar la energíade los impulsos de las sobretensiones

Han de“engullir”literalmente laenergía de la sobretensión

Losprotectores contra sobretensiones temporalestienen queactuar para queel suministro se interrumpacuando 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


Una tensi n sin tensiones

Sobretensiones temporales

Los protectores contra sobretensiones permanentes tienen que interrumpir el suministro solamentecuando sea necesario, es decir, cuando la sobretensión permanente sea realmenteperjudicial para los equipos eléctricos de la instalación

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


Una tensi n sin tensiones

Sobretensiones temporales

Pero elsector 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


Una tensi n sin tensiones

Sobretensiones temporales

+ + + 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


Una tensi n sin tensiones

Sobretensiones temporales

RESUMEN de posibilidades

Protección contra sobretensiones:

TRANSITORIAS, … distintos niveles…

 PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche

TRANSITORIAS y PERMANENTES

Monofásico y trifásico

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


Una tensi n sin tensiones

Protecciones contra sobretensiones

La reglamentación actualobliga a protegera los equipos frente asobretensiones originadas porcualquier causa

El Real Decreto 842/2002

Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión

La Reglamentación Autonómica emergente

(Normas Particulares de Empresas Distribuidoras)


Una tensi n sin tensiones

Protecciones contra sobretensiones

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 Dirección

General de Industria, Energía y Minas, por la que

se 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.


Una tensi n sin tensiones

Protecciones contra sobretensiones

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


Una tensi n sin tensiones

Protecciones contra sobretensiones

Entrada en vigor de las NPS

BOJA núm 228, de 7-11-2005

  • 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


Una tensi n sin tensiones

Protecciones contra sobretensiones

Criterios de interpretación (www.endesa.es)


Una tensi n sin tensiones

Protecciones contra sobretensiones

¿Que está pasando en otros lugares de España?

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

RESOLUCIÓ

ECF/4548/2006, de 29 de desembre, per la qual

s’aproven a Fecsa-Endesa les Normes tècniques

particulars relatives a les instal·lacions de xarxa

i a les instal·lacions d’enllaç (exp. EE-104/01).


Una tensi n sin tensiones

Protecciones contra sobretensiones

Fecsa-Endesa

 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.


Una tensi n sin tensiones

Protecciones contra sobretensiones

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 ...


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