Un dispositivo de protección contra sobretensiones, también conocido como protector contra sobretensiones o SPD, está diseñado para proteger los componentes eléctricos contra sobretensiones que puedan ocurrir en el circuito eléctrico.

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

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

Por lo general, se instalan en los paneles de distribución y desempeñan un papel importante a la hora de garantizar el funcionamiento fluido e ininterrumpido 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 sobretensiones transitorias lejos del equipo protegido.Por lo general, consta de varistores de óxido metálico (MOV) o tubos de descarga de gas que absorben el exceso de voltaje y lo redirigen a tierra, protegiendo así los dispositivos conectados.

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

La instalación de un SPD puede proporcionar varios beneficios, entre ellos:

Protección de equipos electrónicos sensibles contra sobretensiones dañinas.

Prevención de pérdida o corrupción de datos en sistemas informáticos.

Ampliación de la vida útil de aparatos y equipos protegiéndolos de perturbaciones eléctricas.

Reducción del riesgo de incendios eléctricos provocados por sobretensiones.

La tranquilidad de saber que su valioso equipo está protegido.

La vida útil de un SPD puede variar según factores como su calidad, la gravedad de las sobretensiones que enfrenta y las prácticas de mantenimiento.Generalmente, los SPD tienen una vida útil que oscila entre 5 y 10 años.Sin embargo, se recomienda inspeccionar y probar periódicamente los SPD y reemplazarlos según sea necesario para garantizar una protección óptima.

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

Algunos componentes de protección contra sobretensiones comunes utilizados en la fabricación de SPD son los varistores de óxido metálico (MOV), los diodos de ruptura de avalancha (ABD, anteriormente conocidos como diodos de avalancha de silicio o SAD) y los tubos de descarga de gas (GDT).Los MOV son la tecnología más utilizada para la protección de circuitos de alimentación de CA.La clasificación de sobrecorriente de un MOV está relacionada con el área de la sección transversal y su composición.En general, cuanto mayor sea el área de la sección transversal, mayor será la clasificación de sobrecorriente del dispositivo.Los MOV generalmente tienen una geometría redonda o rectangular, pero vienen en una gran cantidad de dimensiones estándar que van desde 7 mm (0,28 pulgadas) a 80 mm (3,15 pulgadas).Las clasificaciones de sobretensión de estos componentes de protección contra sobretensiones varían ampliamente y dependen del fabricante.Como se analizó anteriormente en esta cláusula, al conectar los MOV en una matriz en paralelo, se podría calcular un valor de sobrecorriente simplemente sumando las clasificaciones de sobrecorriente de los MOV individuales para obtener la clasificación de sobrecorriente de la matriz.Al hacerlo, se debe tener en cuenta la coordinación de la operación.

Existen muchas hipótesis sobre qué componente, qué topología y el despliegue de tecnología específica producen el mejor SPD para desviar la sobrecorriente.En lugar de presentar todas las opciones, es mejor que la discusión sobre la clasificación de corriente de sobretensión, la clasificación de corriente de descarga nominal o las capacidades de corriente de sobretensión gire en torno a los datos de las pruebas de rendimiento.Independientemente de los componentes utilizados en el diseño o de la estructura mecánica específica implementada, lo que importa es que el SPD tenga una clasificación de sobrecorriente o una clasificación de corriente de descarga nominal que sea adecuada para la aplicación.

La edición actual del Reglamento de cableado IET, BS 7671:2018, establece que, a menos que se lleve a cabo una evaluación de riesgos, se debe proporcionar protección contra sobretensiones transitorias cuando las consecuencias causadas por la sobretensión puedan:

Provocar lesiones graves o la pérdida de vidas humanas;o

Provocar la interrupción de los servicios públicos y/o daños al patrimonio cultural;o

Provocar la interrupción de la actividad comercial o industrial;o

Afecta a un gran número de personas que comparten la misma ubicación.

Este reglamento se aplica a todo tipo de locales que incluyen domésticos, comerciales e industriales.

Si bien las Normas de cableado del IET no son retrospectivas, cuando se realiza trabajo en un circuito existente dentro de una instalación que ha sido diseñada e instalada según una edición anterior de las Normas de cableado del IET, es necesario garantizar que el circuito modificado cumpla con las últimas edición, esto sólo será beneficioso si se instalan SPD para proteger toda la instalación.

La decisión de comprar SPD está en manos del cliente, pero se le debe proporcionar suficiente información para tomar una decisión informada sobre si desea omitir los SPD.Se debe tomar una decisión basada en los factores de riesgo para la seguridad y luego de una evaluación de costos de los SPD, que pueden costar tan solo unos pocos cientos de libras, en comparación con el costo de la instalación eléctrica y los equipos conectados a ellos, como computadoras, televisores y el equipo necesario. por ejemplo, detección de humo y controles de calderas.

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

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

La clasificación del protector contra sobretensiones (comúnmente conocido como protección contra rayos) se evalúa de acuerdo con la teoría de protección contra rayos de subdivisión IEC 61643-31 y EN 50539-11, que se instala en la unión de la partición.Los requisitos técnicos y las funciones difieren.El dispositivo de protección contra rayos de primera etapa se instala entre la zona 0-1, alta para el requisito de flujo, el requisito mínimo de IEC 61643-31 y EN 50539-11 es Itotal (10/350) 12,5 ka, y la segunda y tercera Los niveles se instalan entre las zonas 1-2 y 2-3, principalmente para suprimir la sobretensión.

Los dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD) son esenciales para proteger los equipos electrónicos de los efectos nocivos de la sobretensión transitoria que puede causar daños, tiempo de inactividad del sistema y pérdida de datos.

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

Los disyuntores y fusibles no están diseñados para soportar estos eventos de alta energía, lo que hace necesaria una protección adicional contra sobretensiones.

Mientras que los SPD están diseñados específicamente para desviar la sobretensión transitoria lejos del equipo, protegiéndolo de daños y prolongando su vida útil.

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

Principio de funcionamiento del SPD

El principio básico detrás de los SPD es que proporcionan una ruta de baja impedancia a tierra para el exceso de voltaje.Cuando se producen picos o sobretensiones de voltaje, los SPD funcionan desviando el exceso de voltaje y corriente a tierra.

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

Para funcionar, un dispositivo de protección contra sobretensiones debe contener al menos un componente no lineal (un varistor o descargador de chispas), que, en diferentes condiciones, cambia entre un estado de impedancia alta y baja.

Su función es desviar la corriente de descarga o de impulso y limitar la sobretensión en los equipos posteriores.

Los dispositivos de protección contra sobretensiones funcionan en las tres situaciones que se enumeran a continuación.

A. Condición normal (ausencia de aumento repentino)

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

B. Durante sobretensiones

En caso de picos y sobretensiones de voltaje, el SPD pasa al estado de conducción y su impedancia disminuye.De esta forma protegerá el sistema desviando la corriente de impulso a tierra.

C. Regreso al funcionamiento normal

Una vez descargada la sobretensión, el SPD volvió a su estado normal de alta impedancia.

Los dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD) son componentes esenciales de las redes eléctricas.Sin embargo, elegir un SPD adecuado para su sistema puede resultar complicado.

Tensión máxima de funcionamiento continuo (UC)

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

Tiempo de respuesta

Se describe como el tiempo del SPD reacciona a los transitorios.Cuanto más rápido responda el SPD, 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 MOV tienen el tiempo de respuesta más lento.

Corriente de descarga nominal (In)

El SPD debe probarse con una forma de onda de 8/20 μs y el valor típico para un SPD residencial de tamaño miniatura es 20 kA.

Corriente máxima de descarga por impulso (Iimp)

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

Voltaje reprimido

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

Fabricante y Certificaciones

Es fundamental seleccionar un SPD de un fabricante conocido que tenga certificación de un centro de pruebas imparcial, como UL o IEC.La certificación garantiza que el producto ha sido examinado y cumple 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 eficaz contra sobretensiones.

Los dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD) están diseñados para brindar protección confiable contra sobretensiones transitorias, pero ciertos factores pueden provocar su falla.A continuación se detallan algunas de las razones subyacentes detrás del fracaso de los SPD:

1.Sobretensiones excesivas

Una de las principales causas de falla del SPD es la sobretensión; la sobretensión puede ocurrir debido a rayos, sobretensiones u otras perturbaciones eléctricas.Asegúrese de instalar el tipo correcto de SPD después de realizar los cálculos de diseño adecuados según la ubicación.

2.Factor de envejecimiento

Debido a las condiciones ambientales, incluidas 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 picos de voltaje frecuentes.

3.Problemas de configuración

Mal configurado, como cuando un SPD configurado en estrella está vinculado a una carga que está conectada a través de un delta.Esto puede exponer el SPD a voltajes mayores, lo que podría provocar una falla del SPD.

4. Fallo del componente

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

5.Conexión a tierra inadecuada

Para que un SPD funcione correctamente, es necesaria una conexión a tierra.Un SPD puede funcionar mal o posiblemente convertirse en un problema de seguridad si no está correctamente conectado a tierra.