Protección contra sobretensiones – Parte III

Interconexión de protecciones de diferente nivel


Se debe tener en cuenta que las protecciones primarias deben conectarse a una distancia no menor a los diez metros de las protecciones secundarias. De esta manera, la inductancia distribuida a lo largo de los conductores, ayuda a alcanzar más rápidamente el nivel de tensión de actuación de la protección primaria.
Si no se dejara esta distancia, la protección media podría dañarse dado que debería soportar por un tiempo muy prolongado el exceso de corriente causado por la sobretensión.
No obstante, en caso de que se tuviera que instalar todo dentro un mismo tablero, se debe adicionar entre ambas protecciones una bobina de desacoplamiento que sirve para darle tiempo suficiente a la protección basta de actuar. De esta forma, con la inductancia y las dos protecciones, se obtiene una celda µ
El inconveniente radica en que, al estar la inductancia en serie, se limita la corriente soportada por el sistema.

Una solución a esto es la utilización de protecciones de doble nivel. Estas se basan en los descargadores de arco pero adicionalmente incorporan un circuito de excitación.
Con este circuito, a partir de los 0,9 kV, se genera el arco eléctrico entre los electrodos del descargador.

El circuito de excitación se basa en un transformador multiplicador de tensión con un primario de 0,9 kV y un secundario de 4 kV.
Empleando estas protecciones de doble nivel, las cuales se conectan en paralelo entre fase y tierra ó neutro, evitamos la utilización de inductancias de desacoplamiento; con lo cual no limitamos la corriente del circuito.

Topologías de las diferentes redes de alimentación

La configuración de los sistemas para proteger redes de alimentación varía según sea la topología de la red de entrada: TT, TN ó IT. Básicamente la diferencia entre estos sistemas radica en la puesta a tierra y el neutro.

TT : El suministro de entrada posee las tres fases más el neutro, pero la tierra de la instalación a proteger difiere de la tierra del generador.

TN: La línea de entrada posee las tres fases más tierra y, en la entrada de distribución secundaria, el neutro y la tierra están unidos electricamente.

IT: Sólo existen las tres fases de alimentación.

En todos los casos se debe colocar un fusible en serie con las protecciones cuyo valor se determina en función de los fusibles o protección principal.

Preguntas más usuales

P:¿Cómo seleccionamos el tipo de protección?
R: El tipo de protección a utilizar se define según la aplicación. Las protecciones primarias, descargadores de arco, se utilizan para proteger sistemas de distribución primarios; es decir para proteger la bajada del secundario de un transformador o bien en casos de que el sistema a proteger esté expuesto a impactos de rayo directo.
Las protecciones secundarias, varistores, se emplean para proteger tableros de distribución secundaria y tableros de maniobra, es decir la entrada de alimentación de variadores de velocidad, arranques suaves, etc.
Finalmente las protecciones finas o de dispositivos son para proteger puntualmente un aparato en particular, por ejemplo las entradas de señal de un PLC.

P:¿Cómo se dimensiona una protección?
R: Para esto debemos tener en cuenta la zona donde se va a instalar dicha protección. En las protecciones primarias debemos tener en cuenta más o menos la magnitud de los rayos que hay en la zona y además debemos conocer la corriente de cortocircuito del secundario del transformador de entrada. En el caso de las protecciones secundarias es suficiente con estimar la corriente de derivación que debe soportar al momento de producirse la sobretensión.
Para la selección de las protecciones finas debemos conocer la aplicación a proteger dado que existen protecciones para antenas, líneas de datos, señales analógicas, señales discretas, etc.
En todos los casos no se debe olvidar cual será la tensión nominal de trabajo.
NOTA: el diseño y la selección de un sistema de protecciones eficaz presenta sus particularidades que deben ser tenidas en cuenta para aprovechar al máximo la inversión. Es por esto que, no solo es importante contar con los productos adecuados, sino también con un correcto asesoramiento para el dimensionamiento y diseño del sistema de protecciones.

P:¿Cuáles son los parametros más importantes de una protección contra sobretensiones?
R: Los parámetros más importantes a tener en cuenta son:
Tensión nominal: es la tensión de trabajo normal
Tensión de dimensionamiento: es la tensión a partir de la cual comienza a funcionar la protección.
Tensión residual: es el valor de tensión que se ve aguas abajo de la protección en el momento en que el dispositivo está actuado.
Corriente de derivación: es la corriente máxima capaz de conducir una protección originada por una sobretensión.

P:¿Cúantas sobretensiones soporta un dispositivo de protección?
R: Una protección bien dimensionada puede actuar más de una vez. No tiene porque dañarse con la descarga, a menos que la corriente de derivación causada por la sobretensión sea mayor que la soportada por el dispositivo.

P:¿Cómo debe ser la puesta a tierra de la instalación?
R: Es imprescindible que exista una puesta a tierra en la instalación a proteger ya que sin ésta, no se prodrían derivar los excesos de corriente a ninguna parte. Los requisitos de esta puesta a tierra no son muy altos, simplemente debe existir; no es necesario una puesta a tierra exigente como en un sistema de seguridad intrínseca. Algo muy importante es que la puesta a tierra de las protecciones esté conectada electricamente conla puesta a tierra del dispositivo a proteger; de esta forma puede asegurarse su correcto funcionamiento.

Gentileza Phoenix Contact – Argentina

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