Protección contra sobretensiones – Parte II

Niveles de protección contra sobretensiones


Básicamente existen tres niveles de protección contra sobretensiones:

– Basta o gruesa
– Media
– Fina

Dichos niveles están delimitados por el valor de tensión de choque que soportan los dispositivos a proteger.
Según esto último, las protecciones bastas dejan una tensión residual de 4kV; las protecciones medias rondan el orden de 1kV y las protecciones finas manejan valores residuales de aproximadamente 1,5 o 2 veces la tensión nominal de la aplicación a proteger.

Primer nivel de protección FLASHTRAB: protección basta, se emplean dispositivos conocidos como descargadores de arco. Dichos dispositivos utilizan la tecnología Arc Chopping (fig. 3); ésta se basa en dos electrodos separados por un alma aislante cuya distancia de separación se va incrementando hacia sus extremos terminando en una placa de rebote. Al momento de producirse una sobretensión, se produce el arco eléctrico que se va desplazando por los electrodos hacia fuera hasta extinguirse contra la placa de rebote. Dichos dispositivos se emplean para la protección de tableros de alimentación principal donde los aparatos de maniobra soportan altos niveles de tensión de choque.

Segundo nivel de protección VALVETRAB: protección media, se basa en varistores de óxido metálico (VOM). Los varistores (fig. 4)son resistencias que modifican su valor de acuerdo a la tensión aplicada entre sus bornes. Debido a su naturaleza, cuando se instala una protección por varistor, hay que tener en cuenta que siempre circula una corriente residual, la cual hace que envejezca el dispositivo y se pueda incendiar. Para evitar esto, las protecciones por varistor poseen una pletina soldada en serie entre el varistor y el bornes de conexión de la protección. Cuando se corriente residual comienza a incrementarse por el envejecimiento del dispositivo, la pletina se desuelda dejando al varistor desconectado de la alimentación evitando su destrucción.
Las protecciones por varistor están formadas por dos partes: el módulo varistor en sí y el zócalos de montaje. El módulo varistor es enchufable para permitir su fácil recambio en caso que se dañe la protección sin tener que descablear los dispositivos.
Asimismo, el módulo varistor posee una bandera de señalización local, mientras que el zócalo puede incluir un contacto inversor libre de potencial ambos para indicar la falla del dispositivo. Estas protecciones se emplean para la protección de tableros de distribución secundaria y/o tableros con dispositivos eléctricos y electrónicos de control. Tanto las protecciones de primer nivel como las de segundo nivel, se conectan en paralelo entre fase y tierra ó neutro según sea la topología de la red de alimentación.

Tercer nivel de protección: protección fina de aparatos, se emplean dispositivos tales como descargadores gaseosos (fig. 5) y diodos supresores (fig. 6). Los descargadores gaseosos están compuestos por un par de electrodos dentro de un encapsulados relleno con un gas noble. Esto hace que a partir del orden de los 50 volts, el gas se ionice y así derivar el exceso de corriente generado por la sobretensión.
Por su parte, los diodos de recuperación son simplemente dos diodos zener conectados en serie opuestos. De esta manera se protege contra sobretensiones de ambos lados del dispositivo, ya que un diodo zener, cuando se lo polariza en directa, se comporta como un diodo normal, es decir conduce corriente; mientras que cuando se lo polariza en inversa, tienen la característica de mantener una tensión constante entre bornes. Cabe destacar que los dispositivos de protección fina normalmente se emplean circuitos de protección combinados entre descargadores gaseosos, varistores y diodos supresores.

La elección de los descargadores para protección de interfases, se rige según el tipo de tratamiento de señales, como técnica de dos, tres o cuatro conductores, la tensión máxima de señales, la resistencia a tensiones transitorias y la velocidad de transmisión.
Los circuitos de protección específicos para interfases limitan las sobretensiones aun valor tan bajo, que la tensión residual ya no representa ningún peligro para la interfase. El circuito de protección actúa generalmente, tanto en el ramal de tensión transversal como en el ramal de tensión longitudinal, es decir, entre los conductores de señales y de los conductores de señales a tierra.

Junto a las especificaciones eléctricas, estos aparatos de protección también tienen que estar
adaptados mecánicamente a los interfases a proteger.
En la aplicación práctica, se utilizan numerosas técnicas de conexión diferentes. De igual modo se dispone de muchas variantes de descargadores para soluciones específicas.

Gentileza Phoenix Contact – Argentina