Un dispositivo protector de aumento, también conocido como protector de sobretensión o SPD, está diseñado para salvaguardar los componentes eléctricos contra las olas en voltaje que podrían ocurrir en el circuito eléctrico.

Cada vez que se produce un aumento repentino en la corriente o el voltaje en el circuito eléctrico o el circuito de comunicación como consecuencia de la interferencia externa, el dispositivo de protección contra sobretensiones puede conducir y derivar en un período de tiempo muy corto, evitando que el aumento dañe otros dispositivos en el circuito .

Los dispositivos de protección (SPD) de aumento son un método rentable para prevenir interrupciones y mejorar la confiabilidad del sistema.

Por lo general, se instalan en los paneles de distribución y juegan un papel importante para garantizar la operación suave e ininterrumpida de los dispositivos electrónicos en una amplia gama de aplicaciones al limitar la sobretensión transitoria.

Un SPD funciona desviando el exceso de voltaje de las olas transitorias lejos del equipo protegido. Por lo general, consiste en varistores de óxido de metal (MOV) o tubos de descarga de gas que absorben el exceso de voltaje y lo redirigen al suelo, protegiendo así los dispositivos conectados.

Las oleadas de energía pueden ocurrir debido a una variedad de razones, que incluyen rayos, conmutación de la red eléctrica, cableado defectuoso y el funcionamiento de equipos eléctricos de alta potencia. También pueden ser causados ​​por eventos que ocurren dentro de un edificio, como el inicio de los motores o la encendido/apagado de los electrodomésticos grandes.

La instalación de un SPD puede proporcionar varios beneficios, que incluyen:

Protección de equipos electrónicos sensibles de las oleadas de voltaje dañinas.

Prevención de la pérdida de datos o corrupción en los sistemas informáticos.

Extensión de la vida útil de los electrodomésticos y el equipo al protegerlos de las perturbaciones eléctricas.

Reducción del riesgo de incendios eléctricos causados ​​por sobretensiones.

Tranquilidad sabiendo que su valioso equipo está protegido.

La vida útil de un SPD puede variar según factores como su calidad, la gravedad de los aumento que encuentra y las prácticas de mantenimiento. En general, SPDS tiene una vida útil que varía de 5 a 10 años. Sin embargo, se recomienda inspeccionar y probar regularmente SPDS y reemplazarlos según sea necesario para garantizar una protección óptima.

La necesidad de SPDS puede variar según factores como la ubicación geográfica, las regulaciones locales y la sensibilidad del equipo electrónico conectado. Es aconsejable consultar a un electricista o ingeniero eléctrico calificado para evaluar sus necesidades específicas y determinar si un SPD es necesario para su sistema eléctrico.

Algunos componentes protectores de sobretensión comunes utilizados en la fabricación de SPDS son los varistores de óxido de metal (MOV), los diodos de descomposición de avalanchas (ABDS, anteriormente conocidos como diodos de avalancha de silicio o SADS) y tubos de descarga de gas (GDT). Los movs son la tecnología más utilizada para la protección de los circuitos de potencia de CA. La calificación de corriente de aumento de un MOV está relacionada con el área de la sección transversal y su composición. En general, cuanto más grande sea el área de la sección transversal, mayor será la calificación de corriente de aumento del dispositivo. Los movs generalmente son de geometría redonda o rectangular, pero vienen en una gran cantidad de dimensiones estándar que varían de 7 mm (0.28 pulgadas) a 80 mm (3.15 pulgadas). Las calificaciones de corriente de aumento de estos componentes protectores de aumento varían ampliamente y dependen del fabricante. Como se discutió anteriormente en esta cláusula, al conectar los MOV en una matriz paralela, se podría calcular un valor de corriente de aumento simplemente agregando las calificaciones de corriente de aumento de los MOV individuales para obtener la calificación de corriente de aumento de la matriz. Al hacerlo, se debe considerar la coordinación de la operación.

Hay muchas hipótesis en qué componente, la topología y el despliegue de tecnología específica producen el mejor SPD para desviar la corriente de aumento. En lugar de presentar todas las opciones, es mejor que la discusión de la calificación actual de la sobretensión, la calificación de corriente de alta nominal o las capacidades actuales de aumento gire en torno a los datos de la prueba de rendimiento. Independientemente de los componentes utilizados en el diseño, o la estructura mecánica específica implementada, lo que importa es que el SPD tiene una calificación de corriente de aumento o una calificación de corriente de alta nominal que es adecuada para la aplicación.

La edición actual de las regulaciones de cableado IET, BS 7671: 2018, establece que a menos que se realice una evaluación de riesgos, se proporcionará protección contra la sobrevoltaje transitorio cuando la consecuencia causada por la sobretensión podría:

Resultar en lesiones graves o pérdida de vida humana; o

Resultar en la interrupción de los servicios públicos y/o el daño al patrimonio cultural; o

Resultar en la interrupción de la actividad comercial o industrial; o

Afectar a un gran número de individuos ubicados.

Esta regulación se aplica a todos los tipos de locales que incluyen nacionales, comerciales e industriales.

Si bien las regulaciones de cableado IET no son retrospectivas, donde se realiza trabajo en un circuito existente dentro de una instalación que ha sido diseñada e instalada en una edición anterior de las regulaciones de cableado de IET, es necesario garantizar que el circuito modificado cumpla con los últimos Edición, esto solo será beneficioso si SPDS se instala para proteger toda la instalación.

La decisión sobre si comprar SPDS está en manos del cliente, pero se les debe proporcionar suficiente información para tomar una decisión informada sobre si desean omitir SPDS. Se debe tomar una decisión en función de los factores de riesgo de seguridad y después de una evaluación de costos de SPDS, que puede costar tan solo unos pocos cientos de libras, contra el costo de la instalación eléctrica y el equipo conectado a ella, como computadoras, televisores y equipos necesarios, Por ejemplo, la detección de humo y los controles de la caldera.

La protección contra sobretensiones podría instalarse en una unidad de consumidor existente si el espacio físico apropiado estaba disponible o, si no hubiera suficiente espacio disponible, podría instalarse en un recinto externo adyacente a la unidad de consumo existente.

También vale la pena verificar con su compañía de seguros, ya que algunas pólizas pueden indicar que el equipo debe cubrirse con un SPD o no pagarán en caso de reclamo.

La clasificación del protector contra sobretensiones (comúnmente conocido como protección del rayo) se evalúa de acuerdo con la teoría de protección de la subdivisión IEC 61643-31 y EN 50539-11, que se instala en la unión de la partición. Los requisitos y funciones técnicas difieren. El dispositivo de protección de rayos en la primera etapa se instala entre la zona 0-1, alto para el requisito de flujo, el requisito mínimo de IEC 61643-31 y EN 50539-11 es iTotal (10/350) 12.5 Ka y el segundo y tercero Los niveles se instalan entre las zonas 1-2 y 2-3, principalmente para suprimir la sobretensión.

Los dispositivos de protección (SPD) de aumento son esenciales para proteger el equipo electrónico de los efectos nocivos del sobrevoltaje transitorio que puede causar daños, tiempo de inactividad del sistema y pérdida de datos.

En muchos casos, el costo del reemplazo o la reparación del equipo puede ser significativo, particularmente en aplicaciones de misión crítica, como hospitales, centros de datos y plantas industriales.

Los interruptores y fusibles no están diseñados para manejar estos eventos de alta energía, lo que hace necesaria la protección adicional de sobretensión.

Mientras que los SPD están diseñados específicamente para desviar la sobrevoltaje transitorio lejos del equipo, protegiéndolo del daño y prolongando su vida útil.

En conclusión, los SPD son esenciales en el entorno tecnológico moderno.

Principio de trabajo SPD

El principio básico detrás de SPDS es que proporcionan un camino de baja impedancia al suelo para exceso de voltaje. Cuando se producen picos o oleadas de voltaje, los SPD trabajan al desviar el exceso de voltaje y la corriente al suelo.

De esta manera, la magnitud del voltaje entrante se reduce a un nivel seguro que no daña el dispositivo conectado.

Para trabajar, un dispositivo de protección contra sobretensiones debe contener al menos un componente no lineal (un varista o brecha de chispa), que en diferentes condiciones transmite entre un estado de impedancia alta y baja.

Su función es desviar la descarga o la corriente de impulso y limitar la sobretensión en el equipo aguas abajo.

Los dispositivos de protección contra sobretensiones funcionan en las tres situaciones enumeradas a continuación.

A. Condición normal (ausencia de aumento)

En caso de que no hay condiciones de aumento, el SPD no tiene impacto en el sistema y actúa como un circuito abierto, permanece en un estado de alta impedancia.

B. Durante las olas de voltaje

En caso de picos y oleadas de voltaje, SPD se mueve al estado de conducción y su impedancia disminuyó. De esta manera, protegerá el sistema desviando la corriente de impulso al suelo.

C. Volver a la operación normal

Después de que se haya descargado la sobretensión, SPD volvió a su estado normal de alta impedancia.

Los dispositivos de protección (SPD) de aumento son componentes esenciales de las redes eléctricas. Sin embargo, elegir un SPD adecuado para su sistema podría ser un problema difícil.

Voltaje de funcionamiento continuo máximo (UC)

El voltaje nominal de SPD debe ser compatible con el voltaje del sistema eléctrico para ofrecer una protección adecuada al sistema. Una calificación de voltaje más baja dañará el dispositivo y una calificación más alta no desviará correctamente transitorio.

Tiempo de respuesta

Se describe como el tiempo de SPD reacciona a los transitorios. Cuanto más rápido responde, mejor será la protección del SPD. Por lo general, los SPD basados ​​en diodos Zener tienen la respuesta más rápida. Los tipos llenos de gas tienen un tiempo de respuesta relativamente lento y los fusibles y los tipos de MOV tienen el tiempo de respuesta más lento.

Corriente de alta nominal (in)

El SPD debe probarse a una forma de onda de 8/20 μs y el valor típico para el SPD de tamaño en miniatura residencial es de 20Ka.

Corriente de descarga de impulso máximo (IIMP)

El dispositivo debe poder manejar la corriente máxima de sobretensión que se espera en la red de distribución para garantizar que no falle durante un evento transitorio y que el dispositivo debe probarse con una forma de onda de 10/350 μs.

Tensión de sujeción

Este es el voltaje umbral y por encima de este nivel de voltaje, SPD comienza a sujetar cualquier transitorio de voltaje que detecte en la línea de alimentación.

Fabricante y certificaciones

Es crucial seleccionar un SPD de un fabricante conocido que tenga certificación de una instalación de prueba imparcial, como UL o IEC. La certificación garantiza que el producto haya sido examinado y apruebe todos los requisitos de rendimiento y seguridad.

Comprender estas pautas de tamaño le permitirá seleccionar el mejor dispositivo de protección contra sobretensiones para sus necesidades y garantizar una protección de aumento efectiva.

Los dispositivos de protección (SPD) de aumento están diseñados para proporcionar una protección confiable contra las sobretensiones transitorias, pero ciertos factores pueden conducir a su falla. Los siguientes son algunas de las razones subyacentes detrás de la falla de SPDS:

1. Potencia excesiva aumenta

Una de las causas principales de la falla de SPD es la sobretensión, puede ocurrir una sobretensión debido a los rayos, las oleadas de energía u otras perturbaciones eléctricas. Asegúrese de instalar el tipo correcto de SPD después de los cálculos de diseño adecuados de acuerdo con la ubicación.

2. Factor de realización

Debido a las condiciones ambientales, incluida la temperatura y la humedad, los SPD tienen una vida útil limitada y pueden deteriorarse con el tiempo. Además, los SPD pueden verse dañados por frecuentes picos de voltaje.

3. Problemas de configuración

Mal configurado, como cuando un SPD configurado con Wye está vinculado a una carga que está conectada a través de un delta. Esto puede exponer el SPD a mayores voltajes, lo que podría dar lugar a una falla de SPD.

4. Falla de componente

Los SPD contienen varios componentes, como los varistores de óxido de metal (MOV), que pueden fallar debido a defectos de fabricación o factores ambientales.

5. Proporcionada a tierra

Para que un SPD funcione correctamente, la conexión a tierra es necesaria. Un SPD puede funcionar mal o posiblemente convertirse en una preocupación de seguridad si se basa incorrectamente.