Protección contra sobretensiones una tensión … sin tensiones Una tensión … pocas tensiones Nuevos tiempos, ¿nuevos conceptos?, ¿nuevas necesidades …? con ¿ De qué vamos a hablar ?
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Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 2
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 3
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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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Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 5
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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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Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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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Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 8
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 9
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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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Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 11
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 12
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 13
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 14
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 15
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 16
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 17
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 18
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 19
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 20
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 21
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 22
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 23
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 24
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 25
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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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Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 27
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 28
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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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Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 30
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 31
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 32
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 33
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 34
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 35
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 36
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 37
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 38
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 39
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 40
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 41
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 42
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 43
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 44
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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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Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 46
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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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Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 48
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 49
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 50
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 51
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 2
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 3
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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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Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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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Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 6
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 7
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 8
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 9
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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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Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 11
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 12
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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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Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 14
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 15
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 16
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 17
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 18
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 19
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 20
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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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Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 22
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 23
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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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Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 25
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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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Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 27
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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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Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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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Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 30
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 31
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 32
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 33
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 34
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 35
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 36
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 37
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 38
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 39
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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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Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 41
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 42
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 43
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 44
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 45
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 46
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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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Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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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Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 49
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 50
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...
Slide 51
Protección contra sobretensiones
una tensión … sin tensiones
Una tensión …
pocas tensiones
Nuevos tiempos,
¿nuevos conceptos?,
¿nuevas necesidades …?
con
¿ De qué vamos a hablar ?
De lo que son,
de lo que representan,
de la forma de protegerse
… y de aspectos normativos
Reflexiones…
¿ Me interesa proteger las instalaciones y sus equipos
eléctricos y electrónicos frente a las sobretensiones ?
¿ O prefiero sustituir las instalaciones y los equipos
averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
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-09… + ITC-17… + ITC-23… + ITC-25
¿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 ?
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
Evolución de la
compatibilidad electromagnética
(CEM)
Grado de
perturbación
Inmunidad a la
perturbación
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sobretensiones
transitorias
Equipos afectados
De todo tipo; eléctricos y electrónicos
Daños en los equipos
Mal funcionamiento
Envejecimiento prematuro
Destrucción
Sobretensiones
transitorias
Origen de las perturbaciones:
Caída directa en equipos eléctricos o en zonas próximas
Rayo
Caída indirecta en zonas alejadas pero que inducen intensos campos eléc.
Maniobras eléctricas y de conmutación; aperturas o cierres Fundamentalmente
de interruptores, arranque de motores, conmutación
por la inductancia
de cargas inductivas, etc.
de las instalaciones
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, …
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.
Un paréntesis
Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186
(no son normas de referencia en el RBT)
Sobretensiones
transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones dependen
de la forma de onda que les acompaña
t
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
Sobretensiones
transitorias
Onda t M / t D
Tensión o Intensidad
t M = tiempo de crecimiento
t D = duración (μs)
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
t 10 t 30 t 90
t50
tiempo
(μs)
ONDA DE INTENSID.: 8 / 20
ONDA DE INTENSID.: 10 / 350
Sobretensiones
transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo
rayo < 100 s
Conmutaciones
en redes < 1 ms
el 30%
el 70%
t
Sobretensiones
transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Fases
Fases
Neutro
Neutro
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
Funcionamiento de la protección
Sobretensiones
transitorias
Funcionamiento de la protección
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
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
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
Zonas comunes
INSTALACIÓN DE ENLACE
Propiedad del usuario
INSTALACIÓN INTERIOR
Usuario receptor
Conservación
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
Mantenimiento
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación
receptora
Exterior
RED DE
DISTRIBUCIÓN
Empresa distribuidora
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
Conservación
Conservación
Mantenimiento
Mantenimiento
RED DE
DISTRIBUCIÓN
CARLOS LÓPEZ
DIFERENCIAS
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN
INTERIOR
Sobretensiones
transitorias
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.
Sobretensiones
transitorias
Tensión nominal
de la instalación (V)
Tensión soportada a impulsos 1,2/50 (kV)
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
IV
III
II
I
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1.000
-----
8
6
4
2,5
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
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 la
COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO
del conjunto, reduciendo el riesgo de fallo a un nivel aceptable
Basta
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de protección :
Media
Fina
Sobretensiones
transitorias
CATEGORÍA I:
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones, destinados
a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA II:
Para equipos destinados a ser conectados a una instalación
eléctrica fija
CATEGORÍA III:
Para equipos y materiales que forman parte de la instal. eléc. fija
y a otros equipos que se requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA IV:
Para equipos y materiales que se conecten en el origen o muy
próximos al mismo, aguas arriba del cuadro de distr.
Sobretensiones
transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Tipo de protección
Basta
Media
Fina
UNE-EN 61643-11
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
IEC 61643-1
Clase I
Clase II
Clase III
VDE 0675-6
Clase B
Clase C
Clase D
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos sensibles
Sobretensiones
transitorias
… dos tipos de situaciones
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…
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...
Sobretensiones
transitorias
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
temporales, o
permanentes,
o a 50 Hz
Sobretensiones,
tipos:
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Sobretensión temporal,
permanente o a 50 Hz
Aumenta la tensión
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 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-09… + ITC-17… + ITC-23… + 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
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones:
TRANSITORIAS, … distintos niveles…
PERMANENTES, … sin reenganche o con reenganche
TRANSITORIAS y PERMANENTES
+ … Protecciones contra sobretensiones transitorias en TV,
comunicaciones y señales en general
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)
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.
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
Protecciones
contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
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).
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.
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 ...