protección de sobretensiones
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Transcript of 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.
Sobretensiones transitorias
… 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
Sobretensiones transitorias
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
Sobretensiones transitorias
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
Sobretensiones transitorias
Distintos tipos de impulsos
t
Impulsos tipo rayo < 100 s
Conmutaciones en redes < 1 ms
el 30% el 70%
Sobretensiones transitorias
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 ]
Sobretensiones transitorias
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones transitorias
Sobretensiones transitorias
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones transitorias
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
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
Sobretensiones transitorias
Sobretensiones transitorias
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
RED DE DISTRIBUCIÓN
INSTALACIÓN DE ENLACE INSTALACIÓN INTERIOR
Empresa distribuidora
Conservación
Mantenimiento
Propiedad de un único usuario
Conservación
Mantenimiento
Instalación receptora
DIFERENCIAS
CARLOS LÓPEZ BUENO
RED DE DISTRIBUCIÓN
INSTALACIÓN DE ENLACE INSTALACIÓN INTERIOR
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
Sobretensiones transitorias
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:
Sobretensiones transitorias
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
Sobretensiones transitorias
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:
Sobretensiones transitorias
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
Sobretensiones transitorias
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…
Sobretensiones transitorias
… 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
Sobretensiones transitorias
Sobretensiones transitorias
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, …
Sobretensiones temporales
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
Sobretensiones temporales
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.,
Sobretensiones temporales
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
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
Sobretensiones temporales
+ … 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
Sobretensiones temporales
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.
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
Protecciones contra sobretensiones
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
Protecciones contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
Protecciones contra sobretensiones
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?
Protecciones contra sobretensiones
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
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 ...
Protecciones contra sobretensiones