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P R O T E C C I O N C O N T R A S O B R E T E N S I O N E S
Proteccionescontra
Sobretensiones
Proteccionescontra
SobretensionesRedes baja tensin
-
Contadorelctrico
Toma de tierradel neutro
Toma de tierrade la instalacin
instalacinelctrica
del cliente
Toma de tierraprincipal
TransformadorMT/BT
Proteccin
SPD
Pararrayos
P R O T E C C I O N C O N T R A S O B R E T E N S I O N E S
Posibles orgenes de las sobretensionestransitoriasPosibles orgenes de las sobretensionestransitorias
Las sobretensiones transitoriasLas sobretensiones transitorias
Onda de corriente 8/20 s:Capacidad de descarga de corriente inducida
Onda de corriente 10/350 s:Capacidad de descarga de corriente directa
Onda de tensin 1,2/50 s:Capacidad de resistencia de los equipos a las sobretensiones
Equipos afectados
Ampl
itud
larg
a (en
kV)
Muy corta duracin (en s)
tens
in
Tiempo
Ondas de pruebas normalizadasOndas de pruebas normalizadas
Corriente de descarga directa
TiempoCorriente de descarga inducida
So
bre
ten
sio
ne
s T
ran
sito
rias
So
bre
ten
sio
ne
s T
ran
sito
rias
T
U
Las sobretensiones transitorias son seales parsitascon tiempo de subida muy rpido que se aaden a latensin de la red elctrica.
Las ondas normalizadas sirven para modelizar losefectos de las sobretensiones transitorias en las pro-tecciones. Constituyen una referencia normativa paralos fabricantes, para la concepcin y las pruebas delas protecciones conformes a la norma NFC 61.740
A
B
C
D
E
F
Impacto directo del rayo enlneas areas de alta tensin
Impacto directo del rayo enlneas areas de baja tensin
Radiacin electromagntica enlneas areas
Impacto directo del rayo en elsistema pararrayos
Subida del potencial de tierra
Radiacin electromagntica enlos conductores del sistemapararrayos
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P R O T E C C I O N C O N T R A S O B R E T E N S I O N E S
Consecuencias de las sobretensiones en los equiposConsecuencias de las sobretensiones en los equipos
Mapa mundial de la densidad de impactos de rayo (Ng)Mapa mundial de la densidad de impactos de rayo (Ng)
Seleccin de las protecciones contra sobretensionesSeleccin de las protecciones contra sobretensiones
Destruccin (parcial o total)
Perturbaciones de funcionamiento
Envejecimiento acelerado o destruccindiferida
Caso 1: edificio con sistema pararrayos
Caso 2: edificio sin sistema pararrayos
Factores agravantes> Aumento de la fragilidad de los equipos
> Aumento de la cantidad de equipos sensibles> Tolerancia minima a las interrupciones de servicio
> Costos de indisponibilidad muy altos> Requerimientos de implementacin segn las normas
Proteccin de Typo1 obligatoria.
Caractersticas requeridas (Typo1):
Probado en ondas 10/350 s
Iimp > 12,5 kA
Up < 2,5kV
Tabl
a U
TE C
15-4
43
Caractersticas y alimentacin del edificio
Densidad de impactos (Ng)Nivel isoceranico (Nk)
Ng 2,5 Ng > 2,5Nk 25 Nk > 25
Edificio con sistema pararrayos Obligatorio ObligatorioAlimentacin elctrica por lnea completa Recomendado(2) Recomendadoo parcialmente area.
Alimentacin elctrica por lnea Recomendado (2) Recomendadocompletamente subterrnea
La indisponibilidad de la instalacin y/o de los Segn anlisis Obligatorioequipos atae a la seguridad de las personas (1) del riesgo
(1) Por ejemplo : instalaciones con equipos mdicos, sistemas contra incendio, alarmas tcnicas, alarmas sociales
(2) El uso de protecciones tambin puede ser necesario para los equipos elctricos o electrnicos cuyo costo eindisponibilidad pueden ser crticos en la instalacin tal como se indica en la anlisis del riesgo.Si la densidad de impactos Ng > 2,5 - proteccin obligatoria
de Typo1 o de Typo2 en el principio. Si la densidad de impactos Ng 2,5 - la proteccin solo
es recomendada.
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P R O T E C C I O N C O N T R A S O B R E T E N S I O N E S
Regla de coordinacin de las protecciones contrasobretensiones BT IndelecRegla de coordinacin de las protecciones contrasobretensiones BT Indelec
Inst
alac
in
Inst
alac
in
Para asegurar la mejor proteccin de una instalacin, puede ser necesario crear una coordinacin(o cascada) de protecciones, es decir una proteccin primaria al principio de la instalacin yuna proteccin segundaria cerca de los equipos sensibles.
Esta asociacin es recomendada en los dos casos siguientes: Equipo particularmente sensible
> mejora del nivel de proteccin Up. Cable conductor demasiado largo (mas de 30m) entre la proteccin y el equipo protegido
> limitacin de las oscilaciones generadas por la sobretensin incidente.Una coordinacin eficaz de protecciones se realiza interponiendo entre las protecciones primaria ysegundaria:- o un cable conductor suficientemente largo (superior a 10m)- o una inductancia de coordinacin, conectada en serie. Esta configuracin se usa para garantizar un
nivel de proteccin optimizado en un pequeo espacio (como, por ejemplo, cuando las proteccionesprimaria y segundaria se instalan en el mismo tablero elctrico). El valor de la inductancia dependedel valor de la corriente mxima de lnea (son disponibles inductancias de 35A y 63A).
coordinacin recomendada
coordinacin no necesaria
coordinacin imposible
L>10mo inductancia
L>10mo inductancia
L>10mo inductancia
L>10mo inductancia
L>10mo inductancia
L>30mo inductancia
Proteccin segundaria
Pro
tec
ci
n p
rim
aria
Tabla de recomendacin para la coordinacin:
DGV DGA DGT DGX
DG
VD
GA
DG
TD
GX
L: largura mnima de los cables entre protecciones primaria y segundaria
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P R O T E C C I O N C O N T R A S O B R E T E N S I O N E S
Cableado de una proteccin primaria en elprincipio de la instalacin con busbar y sistema dedesconexin asociado (fusible o disyuntor)
Cableado de una proteccin segundariacon sistema de desconexin asociado(fusible o disyuntor).
Coordinacin de las proteccionesCoordinacin de las protecciones
Cableado de una proteccin contre sobretensionesCableado de una proteccin contre sobretensiones
Proteccin primaria (al principiode la instalacin elctrica)
Inductancia
Proteccin segundaria (cerca delequipo a proteger)
Coordinacinpor cable
Coordinacinpor inductancia
P1
P2
-
P R O T E C C I O N C O N T R A S O B R E T E N S I O N E S
Protectores BT y sistemas de desconexin asociadosProtectores BT y sistemas de desconexin asociados
Valores de los fusibles asociadosValores de los fusibles asociados
Pro
tec
ci
nc
on
tra
sob
rete
nsi
on
es
Los sistemas de desconexin asociados deben cumplir con:- pruebas de resistencia a las corrientes de corto-circuito- pruebas de resistencia a sobretensiones industriales (comunmente llamadas sobretensiones transitorias)
Eleccin del sistema de desconexin:
Condiciones cuando el sistema debe funcionar: En estas dos pruebas, el sistema de desconexin exterior debe ser capaz de interrumpir el defecto,es decir operar lo ms rpidamente posible con una capacidad de corte apropriada.
Condiciones cuando el sistema no debe funcionar: El sistema de desconexin no debe reaccionar a la corriente nominal de descarga (In).
En teora, hay dos soluciones posibles: fusibles o disyuntores.La tabla siguiente compara estas dos soluciones en funcin del comportamiento requerido.
Parmetros Fusibles DisyuntoresCada de tensin (mejora de Up) + -Comportamiento con una corriente de impulso + -Icc + -Compacidad - +Precio + -Telesealizacin + +
Protector Calibre del fusible IccDGV 125 A gG 100 kADGA 100 A gG 100 kADGT 50 A gG 100 kADGX 20 A gG 100 kA
Seccin de los cables conductoresSeccin de los cables conductoresSin sistema pararrayos Con sistema pararrayos
Conductores activos Mini: 4 mm2 Mini: 10 mm2
Seccin idntica a la de Seccin idntica a la de Conductores de tierra los conductores activos con los conductores activos con
Mini: 4 mm2 Mini: 10 mm2
Deterioro de los contactos
Conclusin: los fusibles son la solucin msapropriada para los sistemas de desconexin asocia-dos a una proteccin contra sobretensiones.
Seccin mxima de los conductores por tipo de proteccin:Proteccin de tipo 1 (DGV) maxi 35 mm2
Proteccin de tipo 2 (DGA, DGT, DGX) maxi 25 mm2
Pro
tec
ci
nc
on
tra
sob
rete
nsi
on
es
-
P R O T E C C I O N C O N T R A S O B R E T E N S I O N E S
Las protecciones pueden ser cableadas segn dos configuraciones:
Modo Comn (llamado conexin C1)Los protectores se conectan entre cada conductor activo y la tierra.
Todas las protecciones son entonces del mismo tipo: DGV, DGA, DGT o DGX segn lo requerido.
Modo Comn y Diferencial (llamado conexin C2 o 3+1)La proteccin puede ser optimizada con este tipo de conexin:
Proteccin tipo 1: protectores DGV cableados entre fases y neutro, y un protector DE entre neutro y tierra. Proteccin tipo 2: protectores DGA, DGT o DGX entre fases y neutro y DGE entre neutro y tierra.
Proteccin Modo Comnconexin C1
Proteccin Modo Comn y Diferencial conexin C2
SobretensinDescarga
de rayo 10kA
Proteccin
Varilla de tierra
Regleta principal de conexin a tierra
Red BT
Tierra de la instalacin
Con este cableado, la tensin llega a 6800V al nivel del equipo que debe ser protegido.Este valor es mucho ms alto que el Up de la proteccin.
Regla de los 50 cmRegla de los 50 cm
Modos de proteccinModos de proteccin
La longitud total de los conductores de conexin de la proteccin a la red (L1 + L3 en el dibujo abajo) debeser inferior a 50 cm para limitar la degradacin del nivel de proteccin Up.En caso de conductor demasiado largo: Reducirlo aproximando la regleta principal de conexin a tierra;
Elegir una proteccin con menor Up (con la misma In);
Hacer un montaje coordinado.
Ejemplode cableadoincorrecto:
-
P R O T E C C I O N C O N T R A S O B R E T E N S I O N E S
61, chemin des Postes - 59500 Douai - FRANCETl : +33 (0) 327. 944. 942 - Fax : +33 (0) 327. 944. 955 - e-mail : [email protected]
Tablero BT
Red de Tierra
Equipo
Regleta principal de conexin a tierra
AT
Tablero BT
Red de Tierra
Regleta principal de conexin a tierra
Equipo
AT
Regleta principal de conexin a tierra
AT Tablero BT
Equipo
Red de Tierra
Regleta principal de conexin a tierra
Equipo
AT Tablero BT
Red de Tierra
Regleta principal de conexin a tierra
AT Tablero BT
Equipo
Red de Tierra
Regleta principal de conexin a tierra
Lim
itado
r de
sobr
eten
sion
es
Impe
danc
ia
Equipo
AT Tablero BT
Red de Tierra
Regleta principal de conexin a tierra
Lim
itado
r de
sobr
eten
sion
es
Impe
danc
ia
AT Tablero BT
Equipo
Red de Tierra
Configuraciones posibles segn los varios tipos de redesConfiguraciones posibles segn los varios tipos de redesMODO COMN Y DIFERENCIAL (C2)
(esquema 3+1)
MODO COMN (C1)
TNC
TNS
TT
IT
Ivoi
Art
- Li
lle -
03
28
52
67
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SPD (Surge Protection Device): proteccin contra sobretensiones