Protector de sobretensiones (SPD Surge Protection Devices) para instalaciones industriales

Protector de sobretensiones (SPD Surge Protection Devices) para instalaciones industriales

Introducción                                                                                                                                                                                                 

Cada pieza de equipo electrónico que se encuentra en un entorno industrial está sujeto a sobretensiones. Como por ejemplo los equipos basados en microprocesador, variadores de velocidad, sistemas de control electrónicos de medición y procesos, básicamente todo equipo que contiene circuitos integrados con interruptores electrónicos, microcontroladores, memorias, chips, etc. Las sobretensiones de energía actualmente son responsables del 50% de las fallas del equipo electrónico. Las subidas de tensión pueden ser externas o internas a la instalación. 

Fuentes externas de sobretensiones: Relámpago, encendido de bancos de capacitores, desconexión y reconexión de la línea eléctrica, encendido y apagado del transformador, descargas electrostáticas, conexión de la red eléctrica y pobre calidad  de transmisión de energía y redes de distribución. 

Fuentes internas de sobretensiones: interruptores o fusibles, motores eléctricos, generadores, aires acondicionados generadores y variadores de velocidad. 

Lo esencial (Surge Protection Devices SPD)                                                                                                                                                                       

Varistor de Oxido Metálico (Metal Oxide Varistor MOV) y Tubo de Descarga de Gas (Gas Discharge Tube GDT) en los cuales están basados los supresores de transitorios  (SPD) estas tecnologías están consideradas las más eficaces para aplicaciones industriales. El MOV es un dispositivo de estado sólido que normalmente tiene una alta impedancia. Pero, cuando el voltaje aplicado excede la “Tensión de Ruptura”, el MOV actúa como un interruptor de alta velocidad y desvía la energía  a tierra.  Hay suficientes indicios para demostrar que esta nueva tecnología puede proporcionar un rendimiento superior y una protección completa a los sistemas críticos de las plantas industriales. Un Tubo De Descarga de Gas (GDT) es un dispositivo de vidrio sellado que contiene una mezcla de gas atrapado entre dos electrodos, los cuales conducen la corriente eléctrica después de haberse ionizado por un alto pico de voltaje. El GDT toma un tiempo relativamente largo para disparar, pero cuando se activa crea un cortocircuito efectivo y continua conduciendo hasta que toda la corriente eléctrica disminuye lo suficiente. Ambos MOV’s y GDT’s tienen algunas desventajas cuando se usan solos, estudios demuestran que para ciertos sistemas de energía una combinación de diferentes tipos de SPD’s mejoran la protección en general.

                                   Clase I / I+II  (B / B+C)  SPDs                                               Clase II (C)  &  III (D)  SPDs

Protección                                                                                                                                                                                             

Considerando que los transitorios pueden presentarse debido a fuentes internas o externas, los SPD’s deberán ser instalados para proporcionar la máxima protección sin tomar en cuenta el origen de los mismos. 

Se pueden identificar tres niveles de protección:                                                                                   

Zona Uno Es a la entrada de servicio en donde se coloca el SPD más robusto para desviar las sobretensiones de fuentes externas.   Aquí el estándar  IEC y UL requiere dispositivos  clase I+II / B+C .

Zona Dos La protección está dentro de la instalación en lugares identificados como susceptibles a sobretensiones. Los dispositivos están instalados en el equipo como interruptores, tableros de distribución y centros de carga. El estándar IEC y UL  requiere dispositivos  clase II / C. 

Zona Tres  La protección es en el tomacorriente, o punto de uso. El estándar  IEC y UL requiere dispositivos clase III / D 

Dentro de las zonas hay 3 modos de protección :                                                                                                                                    

Línea-a-Neutro (L-N) Un SPD instalado entre la línea y el neutro protege al equipo de sobretensiones principalmente originadas por disturbios que a su vez fueron generados por la red de distribución.

Neutro-a-tierra (N-T) Protección contra sobretensiones desarrolladas entre el conductor neutro y la tierra

Línea-a-Tierra (L-T) Protección contra sobretensiones desarrolladas entre la línea y tierra.

Esencia                                                                                                                                                                                                               

Para una máxima protección el SPD debe estar instalado lo más cerca posible al equipo a proteger. Son importantes, el tamaño del cable adecuado y una buena sujeción en las conexiones. Es esencial que el SPD cubra los 3 modos de protección L-N, N-T, L-T. Una característica muy importante es el indicador de diagnóstico para verificar que el SPD sigue funcionando.

Los protectores de sobretensión deben ser de tamaños adecuados y debidamente conectados a tierra, solo entonces se puede tener éxito en la prevención de daños en el equipo donde serán colocados. Favor de referirse a los diagramas de las paginas siguientes para facilitar la selección del Sistema de puesta a tierra y el tamaño adecuado del SPD’s en una ubicación especifica.