Tat-sobretensiones.docx

Técnicas de Alta Tensión

Sobretensiones Externas y Internas

Dedicatoria: Dedico este presente informe de investigación a mis padres, ya que me prestaron el apoyo necesario, con relación al tiempo y a algún tipo de información compartida través del diálogo. También agradezco al Ing Holger Meza por su instrucción y a mí mismo ya que sin mi esfuerzo no hubiera sido posible realizar el presente documento.

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Sobretensiones:

1) Introducción: Se entiende por sobretensión una solicitación variable en el tiempo cuyo máximo valor es superior al valor de pico de la tensión nominal del sistema en estudio. Existen muchas causas por las que se pueden originar sobretensiones en una red de potencia; por esta razón su estudio se suele realizar atendiendo al origen, al tipo de proceso transitorio y al tiempo de duración. La clasificación más aceptada distingue tres tipos de sobretensiones:

a) Sobretensiones temporales Dentro de este grupo están aquellas sobretensiones de larga duración (varios milisegundos), poco amortiguadas y de frecuencia igual o próxima a la frecuencia de operación. Ejemplos de sobretensiones temporales son las debidas a un cortocircuito entre una fase y tierra, o a un problema de Ferrorresonancia.

b) Sobretensiones de maniobra Una sobretensión de este tipo es fuertemente amortiguada, de corta duración y puede presentar un rango de frecuencias que varía entre los 2 y los 10 kHz. Su origen puede estar en una maniobra de conexión o de desconexión, sin embargo, puede haber otras causas que den lugar a una sobretensión de este tipo; por ejemplo, un cortocircuito puede provocar transitoriamente una sobretensión que se clasificaría dentro de este grupo.

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c) Sobretensiones de origen atmosférico: Son debidas a una descarga atmosférica, tienen una duración muy corta y una amplitud que puede ser varias veces la tensión de pico nominal. No existe una frontera muy clara entre un tipo y otro de sobretensión; por ejemplo, una sobretensión originada por un cortocircuito es de tipo temporal, pero transitoriamente puede ser calificada como sobretensión de maniobra. Por otra parte, la severidad que puede alcanzar cualquier sobretensión depende del tipo y, sobre todo, del nivel de tensión de la red; en redes de tensión nominal inferior a 400 kV las sobretensiones debidas al rayo son más peligrosas que las debidas a otra causa, mientras que por encima de 400 kV las sobretensiones de maniobra suelen ser las más peligrosas.

La importancia de las sobretensiones atmosféricas crece conforme disminuye la tensión nominal de los componentes afectados por el rayo. El valor de las sobretensiones que se pueden producir en una red de distribución originadas por un rayo es tan elevado frente al valor de la tensión nominal de la red que tanto el nivel de aislamiento de los componentes como la selección y coordinación de protecciones se realiza teniendo en cuenta el efecto de las sobretensiones atmosféricas. En general, el nivel de las sobretensiones de origen interno es inferior o muy inferior al nivel de aislamiento de los componentes de una red de distribución, siendo el número de averías originadas por una sobretensión de este tipo mucho más reducido que el originado por sobretensiones atmosféricas directas o inducidas por el rayo. Un rayo puede originar una sobretensión que termine provocando un fallo en la línea aérea afectada o que se propague por la línea y pueda provocar una avería en algún otro equipo.

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2) Definición Sobretensión: 2.1 Aspectos generales: Una sobretensión es un corto incremento en el voltaje, aunque con menor fuerza que un pico. A diferencia de los picos, que causan una ‘muerte rápida’, las sobretensiones van deteriorando paulatinamente los componentes de las computadoras y otros equipos. Además, también ocasionan en las computadoras pérdida de información, errores en la grabación de datos o daños permanentes. Con frecuencia las sobretensiones pasan inadvertidas (a veces duran menos de una centésima de segundo), pero son un fenómeno común y destructivo, las sobretensiones o excesos de voltaje se producen, entre otros, cuando hogares u oficinas vecinas apagan equipos que consumen una gran cantidad de energía (como aires acondicionados o máquinas industriales); al apagar uno de esos equipos, el voltaje extra se disipa a través de las líneas eléctricas, y a veces eso envía un voltaje excesivo a otros aparatos.

2.2 Puntos de Entrada de las Sobretensiones:

Cualquier conductor metálico puede ser la vía de conducción de las sobretensiones. En las instalaciones eléctricas, las líneas de la red de distribución de energía eléctrica y la red de telefonía son las más propensas a sufrir sobretensiones, ya que tienen grandes tiradas de cables fuera de edificios, y forman una malla de interconexión entre todas las instalaciones.

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3) Tipos de Sobretensiones: 3.1 Sobretensiones Temporales:

Son de larga duración (desde varios milisegundos a varios segundos), poco amortiguadas y de frecuencia igual o próxima a la de operación. •

Fallo del aislamiento

•

Pérdida brusca de carga

•

Resonancia y ferroresonancia

3.2 Sobretensiones de Frente Lento:

Son de corta duración (pocos milisegundos), fuertemente amortiguadas y se presentan con una gama de frecuencias que varía entre 2 y 20kHz. •

Energización y reenganche de líneas

•

Cortocircuitos y eliminación de cortocircuitos

•

Maniobras con corrientes inductivas o capacitivas

•

Pérdida brusca de carga

3.3 Sobretensiones de Frente Rápido:

Son generalmente unidireccionales, de duración muy corta y amplitud muy superior a la tensión de cresta nominal. •

Sobretensiones por rayos en líneas aéreas

•

Sobretensiones por rayos en estaciones receptoras

•

Maniobras y cortocircuitos 5

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3.4 Sobretensiones Transitorias:

Las sobretensiones transitorias, que se transmiten a través de las redes de distribución, son de muy corta duración pero de valor eficaz muy elevado (del orden de miles de voltios) provocando en muchos casos el deterioro y destrucción de los receptores (informática, TV., centralita telefónica, electrodomésticos,...), así como un mal funcionamiento y reducción de la vida útil de los equipos y receptores eléctricos. Se originan principalmente como consecuencias de:

3.4.1 Sobretensiones Transitorias de Origen Atmosférico:

Las tormentas y las descargas de rayos sobre cualquier cable provocan sobretensiones transitorias en los conductores que se caracterizan por su corta duración, crecimiento rápido (el rayo normalizado tipo es de 1,2/50 μs) y valores de cresta muy elevados (hasta varias centenas de kV). Esta descarga se propaga en un radio de varios kilómetros y su dispersión en la tierra eleva su potencial, induciendo fuertes sobretensiones en los cables y aumentando la tensión en las tomas de tierra.

3.4.2 Sobretensiones Transitorias por Maniobras en la Red:

El rayo no es el único causante de sobretensiones transitorias, también lo son las grandes conmutaciones de las compañías eléctricas, las conmutaciones de maquinaria de gran potencia, accionamiento de motores y las descargas electrostáticas.

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3.5 Sobretensiones Permanentes:

Son sobretensiones por encima del 10% del valor nominal de la red de distribución (230VAC) que se mantienen durante varios ciclos o de forma permanente. La aparición de sobretensiones permanentes en el tiempo entre fase-neutro, superiores a las nominales, se originan principalmente como consecuencia de: •

Cortes del neutro en la red de distribución

•

Defectos de conexión del conductor neutro.

•

Defectos en los centros de transformación

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4) Causas de las Sobretensiones: Por la naturaleza de su origen existen dos formas de clasificar las sobretensiones:

4.1 Sobretensiones por Descargas Eléctricas Atmosféricas:

Las tormentas eléctricas son acontecimientos muy habituales y peligrosos. Se estima que en nuestro planeta se producen simultáneamente unas 2000 tormentas y que cerca de 100 rayos descargan sobre la tierra cada segundo. En total, esto representa unas 4000 tormentas diarias y 9 millones de descargas atmosféricas cada día. Al impactar, el rayo provoca un impulso de corriente que llega a alcanzar decenas de miles de amperios. Esta descarga genera una sobretensión en el sistema eléctrico que puede causar incendios, destrucción de maquinaria e incluso muertes de personas.

4.1 Sobretensiones de Conmutación:

Estas sobretensiones son generadas en la línea eléctrica, fundamentalmente debido a estos dos motivos: Conmutaciones de maquinaria de gran potencia: Los motores eléctricos son cargas muy inductivas cuya conexión y desconexión provoca sobretensiones. Existen asimismo otros procesos capaces de producirlas, como por ejemplo el encendido y apagado del arco de soldadura.

Maniobras y/o defectos en el suministro eléctrico: En caso de cortocircuito en algún punto de la red, las protecciones de la compañía eléctrica responden abriendo el circuito y con subsiguientes intentos de reenganche por si fuera una falta transitoria, lo que genera las sobretensiones típicas de conexión de cargas inductivas.

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Las sobretensiones en sistemas eléctricos también conocidas como transitorios son el resultado de energía intempestiva que se suelta en el sistema. En circuitos de corriente alterna de baja tensión, las sobretensiones tienen dos orígenes básicos: Descargas atmosféricas tanto directas acoplamiento inductivo): relámpagos/ rayos/ centellas

como

indirectas

(por

Maniobras de conmutación en la red interconectada de suministro eléctrico, realizadas por la compañía eléctrica. Cuando la descarga atmosférica impacta adelante o cerca de un circuito primario, produce una sobretensión transitoria que es transmitida o reflejada en la red a través del circuito secundario del transformador. En caso de que este fenómeno se produzca cerca del circuito secundario el nivel de la onda de energía que se produce es mucho más elevado. Las condiciones externas que generan un cambio o evento pueden deberse a: Maniobra de bancos de capacitores. Fallas en alguna parte del sistema. Re cierres de sistemas altamente reactivos sin estudios previos, de los tiempos de operación. Las causas internas pueden atribuirse a la conexión u operación de: Motores y transformadores. En el arranque ó inserción se encuentran en un cortocircuito real generando una corriente transitoria de conexión de intensidad muy elevada. Acondicionadores. Máquinas herramientas. Máquinas y equipos de soldadura (Equipos de arco). Reguladores electrónicos de luminosidad basados en el principio de variación del ángulo de fase. Fusión de fusibles. Siempre que se produzcan en un circuito importantes variaciones de impedancia. Sin embargo dondequiera que se produzca o impacte la sobretensión el resultado dañino es el mismo: pues este efecto energético transitorio provocara destrucción o como mínimo envejecimiento prematuro de los aislantes determinando desactivación de equipos, perdida de información importante, parálisis de sistemas de producción, seguridad y control fuera de servicio. 9

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5) Mecanismos de Propagación: El mecanismo de propagación predominante de las sobretensiones de conmutación es por conducción, ya que se originan en las mismas redes de suministro eléctrico. Es en las descargas eléctricas atmosféricas donde se puede manifestar toda la gama de formas de propagación. Así pues, se diferencian los siguientes mecanismos:

5.1 Sobretensiones Conducidas:

El rayo puede impactar directamente en las líneas aéreas. La sobretensión se propaga y llega al usuario, derivándose a tierra a través de sus equipos y produciéndoles averías. Un error bastante frecuente es pensar que las descargas incidentes en las líneas eléctricas de distribución (Media Tensión) no llegan a las de Baja Tensión debido al aislamiento galvánico proporcionado por el transformador existente. Esto es falso debido a que dicho aislamiento es efectivo a frecuencias nominales de la red, 50 Hz, mientras que para las formas de onda asimiladas al rayo el transformador permanece casi transparente, provocando poca atenuación.

5.2 Sobretensiones Inducidas:

El campo electromagnético que provocan las descargas eléctricas induce corrientes transitorias en los objetos próximos, transmitiéndolas al interior de las instalaciones y dañando a los equipos.

5.3 Sobretensiones Capacitivas:

Siempre existe un acoplamiento capacitivo, también llamado capacidad parásita, entre cualquier pareja de conductores. Las sobretensiones capacitivas son más importantes cuanto mayor sea la rapidez de la forma de onda de tensión implicada. 10

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5.4 Aumentos del Potencial en las Tomas de Tierra:

Este mecanismo es un caso particular de las sobretensiones conducidas antes mencionadas pero dada su elevada incidencia se van a resaltar dentro de un apartado propio. Cuando un rayo se dispersa en tierra, la corriente de descarga puede elevar el potencial de tierra varios miles de voltios alrededor del punto de impacto en el terreno como consecuencia de la corriente que se dispersa. Cualquier objeto sobre el terreno afectado adquirirá la tensión asociada durante ese instante, lo que puede originar una diferencia de tensión peligrosa respecto a otros puntos de la instalación. Hay que prestar especial atención a los elementos metálicos enterrados, como cañerías y tomas de tierra.

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6) Sobretensiones Transitorias por Maniobras: El deterioro del cos Φ debido a las cargas auto-inducidas, provoca un aumento significativo de intensidad en las instalaciones eléctricas y produce pérdidas en las líneas y transformadores. Las Compañías distribuidoras y las industrias están obligadas a poner en servicio las baterías de condensadores. Al conectar y desconectar los condensadores produce fenómenos muy particulares que influyen directamente en las características de los aparatos de maniobra y de protección.

6.1 Compensación de la Energía Reactiva:

La implantación de condensadores sobre una red eléctrica constituye lo que llamamos el «modo de compensación» Su implantación viene dada por: El objetivo propuesto (descarga de cables y transformadores). La estabilización de los niveles de tensión. El modo de distribución de la energía eléctrica. El régimen de carga. La influencia de los condensadores sobre las características de la red. El costo de la instalación. La compensación de la energía reactiva puede verse en la figura 3.1.

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En la compensación global: En la red de AT para Cía. de distribución (1) En la red de MT para un abonado en MT (2). En red de BT (3) para un abonado en BT sobre batería de tipo fijo.

Compensación por sectores: Centro de distribución de Cía. Eléctrica (4), (central generadora). Fábrica, taller o edificio, para un abonado en BT (5). Compensación individual: Esta compensación es técnicamente ideal yaque produce la energía reactiva en el puntomismo de consumo y en cantidadrigurosamente ajustada a la demanda.

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A pesar de ello, esta solución es económicamente desfavorable, y conduce generalmente a una sobrecompensación ya que no contempla la posibilidad de aplicación de los coeficientes de utilización y simultaneidad de las cargas. En la práctica esto se da en grandes motores de MT o BT. Las baterías de condensadores en media y alta tensión, resulta económicamente ventajoso para potencias de unos 1000 kVAr o superiores. Analizando las redes diversas se llega a la conclusión que no es Posible establecer una regla universal. El modo de compensación depende de la política energética de los países y distribuidores. En los Estados Unidos la compensación se realiza esencialmente en MT por razones de tipo tarifario. Por lo contrario, en Alemania, la compensación se realiza preferentemente en BT, ya que parece lógico compensar exactamente en el punto de consumo de la energía reactiva. Los abonados en MT o BT deben Compensar sus instalaciones para poder obtener el cosΦ en elpunto de suministro a la red, igual o superior a0.928. Este documento sólo trata de la compensación de la energía reactiva en MT.

Compensación en media tensión tradicional: Las baterías de condensadores se conectan en derivación sobre la red. Estas pueden ser: Únicas o fijas (figura 3.2), cuando la potencia reactiva es pequeña y la carga a compensar relativamente estable. Fraccionadas (figura 3.3), este tipo de compensación comúnmente se denomina «en escalones» (back to back).Este tipo de batería es muy utilizada en grandes industrias(potencia instalada importante), y los distribuidores de energía (centrales generadoras). Permite una regulación paso a paso de la energía reactiva. La conexión o desconexión de los escalones de condensadores puede pilotearse con relés de tipo «varmétrico» (reguladores del factor de potencia).

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Compensaciones particulares : Los compensadores estáticos instantáneos. En el caso que sea necesaria una compensación variable y continua (industrias de grandes cargas muy variables y regulación de tensión en algunas redes de MAT) se realizan instalaciones aplicando simultáneamente condensadores, inductancias variables y electrónica de potencia (figura3.4).El conjunto se compone generalmente de: Una batería de condensadores fija. Un conjunto de filtros de armónicos para absorber los armónicos de la red y los propios de la instalación (electrónica de potencia). Una inductancia variable conectada por tiristores; esta inductancia absorbe la energía reactiva excedente, generada por los condensadores. Por su parte, los condensadores pueden estar conmutados por tiristores. Baterías en serie. En el caso de grandes redes con líneas muy largas, las baterías de condensadores pueden estar montadas en serie sobre la línea (figura 3.5). Este tipo de montaje permite una compensación adaptada permanentemente alas necesidades ya que la energía reactiva suministra- da depende de la corriente que circula por la línea. Es

necesario

un sofisticado sistema de puesta en cortocircuito para evitar la

descarga de los condensadores cuando por la línea circula una corriente de cortocircuito. En este estudio se trata únicamente circuitos trifásicos. Las notaciones son las siguientes:

La fuente.

U: tensión entre fases de la red. Icc: corriente de cortocircuito de la red. Scc: potencia de cortocircuito de la red. L0: inductancia de cortocircuito de la red. f: frecuencia industrial. w: pulsación a frecuencia industrial. 15

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Las conexiones. L: inductancia de conexión (serie) con la batería (caso de batería única). l: inductancia de conexión (serie) con cadaescalón de la batería. L: inductancia de choque. La carga. C: capacidad de la batería. Q: potencia de la batería. Los fenómenos transitorios Ie: intensidad pico de cierre. fe: frecuencia propia de oscilación de Ie. Sa: coeficiente de sobretensión aguas arriba(lado red). Sa en p.u. = tensión de pico máximaaguas arriba In: intensidad en servicio continuo. Iciemáx: intensidad de pico máxima de cierre.

6.2 Maniobra de las baterías de Condensadores:

El condensador a conectar a la red se supone totalmente descargado. El condensador C está provisto de una resistencia de descarga R, esta hipótesis se verifica cuando el condensador es desconectado después de, al menos, 2 ó 3 veces la constante RC. Toda conexión intempestiva antes de este intervalo será peligrosa. La norma CEI 871 estipula que en un intervalo de 10 minutos, la carga residual de una batería de condensadores no debe exceder de 75 V. Si la aplicación necesita una respuesta más rápida de la regulación, la instalación debe preverse de dispositivos adecuados. La conexión de una batería de condensadores destinada a funcionar en derivación sobre una red, va acompañada de un régimen transitorio resultante de la carga de la batería. 16

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6.3 Fenómenos Eléctricos en la Conexión:

Desde el punto de vista de la intensidad de la corriente, la carga oscilante provoca una sobre intensidad de amplitud que está en función de las características de la red y la batería. La conexión equivale prácticamente establece, en el punto considerado, un cortocircuito de corta duración (frecuencia elevada con relación a la frecuencia de la red).Desde el punto de vista de tensión, la carga va acompañada de la propagación, sobre la red, de una onda de choque. Estos fenómenos transitorios dependen de las características dela red, del instante de cierre de los contactos o su precebado. Hay que considerar dos casos: batería única y batería fraccionada con varios escalones.

6.4 Fenómenos Eléctricos Relacionados con la Desconexión:

Con la extinción del arco en el aparato de maniobra, a un paso por cero de la intensidad, la batería separada sigue cargada a la tensión de pico. Esta tensión se reduce rápidamente a cero gracias a las resistencias de descarga de cada condensador (tiempo: 1 a 5 minutos). La tensión de restablecimiento en bornes del interruptor alcanza pues 2 en un semiperíodo. La ruptura se consigue normalmente cuando la regeneración dieléctrica del interruptor crece más rápidamente que la tensión de restablecimiento. Por lo contrario, si la regeneración crece menos que la tensión de restablecimiento, se produce una descarga (figura 3.10 c). La norma distingue entre re-encendido (descarga antes del cuarto de período después de la ruptura), fenómeno que da paso a un crecimiento de la tensión y el recebado (descarga después de un cuarto de período).

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En este caso (figura 3.10), los fenómenos son similares a los que encontramos en el cierre, pero pueden ser amplificados por el hecho que el recebado puede producirse bajo una tensión doble de la que puede presentarse en el cierre. Desde el punto de vista teórico, si se producen varios recebados, se comprueba que: Las ondas de choque crecientes: 2 UM; 4UM; 6 UM ... Las sobretensiones crecientes: 3 UM; 5 UM;7 UM... Tensiones de restablecimiento crecientes:2 UM; 4 UM... En la práctica las tensiones no aumentan tan rápidamente ni de forma tan regular a cada recebado; de forma que no aparecen siempre que la diferencia de tensión es máxima y la amortiguación juega un papel importante. Las sobre intensidades a la conexión son muy variables según los tipos de montaje. En el caso de una batería única, el pico máximo de intensidad transitoria depende dela potencia de cortocircuito en el punto de conexión. 18

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La figura 3.11 da la relación: Ie / Icapa en función de Scc y de la potencia de batería Q. Por

experiencia

en

la

instalaciones existentes, la sobre intensidad no

rebasa nunca 100 veces la intensidad asignada (Icapa). Como valor medio, la sobre intensidad es del orden de 10 a 300 veces Icapa. La frecuencia propia del régimen transitorio es de 300 a 1000 Hz:

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7) Protección en Sobretensiones: Un protector de sobretensión también llamados protectores eléctricos (o supresor de tensión) es un dispositivo diseñado para proteger dispositivos eléctricos de picos de tensión ya que gestionan o administran la energía eléctrica de un dispositivo electrónico conectado a este. Un protector de sobretensión intenta regular el voltaje que se aplica a un dispositivo eléctrico bloqueando o enviando a tierra voltajes superiores a un umbral seguro.

7.1 Tipos de Protectores:

7.1.1 Protectores contra Sobretensiones Permanentes:

Las sobretensiones permanentes son aumentos de tensión superior al 10% de la tensión nominal y duración indeterminada. La alimentación de equipos con una tensión superior a aquella para la que han sido diseñados puede generar:

Sobrecalentamiento de los equipos. Reducción de la vida útil. Incendios. Destrucción de los equipos. Interrupción del servicio. La protección contra sobretensiones permanentes requiere de un sistema distinto que en las sobretensiones transitorias. En vez de derivar a tierra para evitar el exceso de tensión, es necesario desconectar la instalación de la red eléctrica para

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evitar que llegue la sobretensión a los equipos. El uso de protectores es indispensable en áreas donde se dan fluctuaciones de valor de tensión de la red.

Protector

contra

sobretensiones

permanentes.

Los

protectores

contra

sobretensiones permanentes pueden ser monofásicos (P+N) o trifásicos (3P+N), con actuación sobre magnetotérmico y pueden incluir o no el IGA.

7.1.2 Protectores contra Sobretensiones Transitorias:

Las sobretensiones transitorias son picos de tensión que alcanzan valores de decenas de kilovoltios y de corta duración, causan la destrucción de los equipos conectados a la red provocando:

-

Daños graves o destrucción de los equipos.

-

Interrupción del servicio.

En algunas instalaciones un solo protector contra sobretensiones puede ser suficiente. Sin embargo, en muchas otras, se necesitará más de un paso de protección, de esta forma se consigue un mayor poder de descarga asegurando una tensión residual pequeña.

7.2 Selección del Protector:

De acuerdo con las normas IEC, dependiendo de la exposición de la instalación a las sobretensiones, serán necesarios protectores de diferentes capacidades de descarga. Otro punto a considerar a la hora de hacer la selección del protector son los equipamientos que se quieren proteger, ya que el nivel de protección dado por el protector deberá ser inferior al valor que el equipo puede soportar. De acuerdo con

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la capacidad de descarga o nivel de protección (Up), los protectores están divididos en tres tipos. Existen en el mercado protectores que basan su tecnología en varistores, descargadores de gas y vái chispas, siendo necesaria su combinación en función de la capacidad de descarga requerida. La protección ideal es proteger por escalones, usando los diferentes tipos de protector y seleccionando los dispositivos más adecuados para la instalación.

7.2.1 Protectores Tipo I:

Protectores con capacidad para derivar a tierra corrientes altas en curva 10/350 μs. Nivel de protección (Up) alto. Estos protectores deberán ser montados a la entrada ya que su nivel de protección es únicamente compatible con la conexión de entrada instalada o con la de los equipos de dicha instalación. Los protectores Tipo 1 son necesarios cuando es de esperar una descarga directa de rayo, por ejemplo: Protección de viviendas rurales con sistema de protección externa. Protección de industrias con sistemas de protección externa. Hospitales, edificios públicos o de patrimonio cultural, etc. con distancia inferior a 50 m. de una instalación con protección externa.

7.2.2 Protectores Tipo II:

Protectores con capacidad para derivar a tierra corrientes altas en curva 8/20 μs. Nivel de protección (Up) medio. Son los más ampliamente utilizados porque ofrecen un nivel de protección compatible con la mayoría de equipos que se conectan a la red de alimentación. Su uso es adecuado como protección media cuando se tengan instalados protectores de Tipo 1 como primer escalón en viviendas, comercios,... 22

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Los protectores Tipo 2 deben instalarse siempre aguas abajo de los protectores Tipo 1 en todas las instalaciones con protección externa, en el cuadro de baja tensión. Su instalación en cabecera será suficiente cuando no exista protección externa.

7.2.3 Protectores Tipo III:

Protectores con capacidad para derivar a tierra corrientes medias en curva 8/20 μs. Nivel de protección (Up) bajo. Deben instalarse para la protección de equipos sensibles tanto en el caso de viviendas como de industria, o en equipos que estén a una distancia superior a 20 m de donde esté instalado el protector de Tipo 2. Deberá ser precedido en la instalación por un protector Tipo 2. Elección del tipo de limitador contra sobretensiones

7.2.4 Limitador Clase I:

Limitador Clase I, PRF1 (ensayado por onda de corriente 10/350μs)

Concebido para aquellas instalaciones que por su situación y tipología presentan un riesgo muy alto de descargas atmosféricas o cuando el edificio disponga de sistemas de protección externa como pararrayos y/o jaulas de Faraday, será necesario instalar en el origen de la instalación un limitador Clase I.

La gama de limitadores contra sobretensiones PRF1, sometidos a los ensayos de clase I (10/350), ha sido diseñada y creada para la protección de las instalaciones eléctricas dónde existe una probabilidad elevada de descargas atmosféricas directas o extremadamente fuertes : edificios con pararrayos, repetidores de telefonía, parques eólicos, etc

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7.2.5 Limitador Clase II:

Limitador Clase II, PRD (ensayado por onda de corriente 8/20μs)

En general, en las instalaciones con riesgo en función de la situación geográfica y la probabilidad de caída de rayos (instalaciones urbanas, rurales, residencial, terciario, etc.), se puede lograr la protección óptima mediante un limitador Clase 2 PRD, instalado lo más cerca posible del origen de la instalación interior, en el cuadro de distribución principal. Para la protección media de equipos eléctricos y electrónicos contra las sobretensiones de origen atmosférico y de maniobra, Merlin Gerin cuenta con una amplia gama de limitadores desenchufables PRD, sometidos a los ensayos de clase II (8/20) y con diferentes intensidades máximas de descarga, Imax, a seleccionar en función de la zona geográfica y riesgos de la instalación: 8, 15, 40 o 65 kA.

La gama de limitadores de clase II QPF, incorporan en un solo producto de 2 módulos en la versión monofásica, y 5 en la trifásica, la función de limitador de sobretensiones transitorias y su correspondiente automático de desconexión. La intensidad máxima de descarga, Imax, es de 10kA en la gama QPF.

7.2.6 Limitador Clase III:

Limitador Clase III, PRD8 (protección fina en cascada)

Si los equipos son muy sensibles o si existen largas distancias de cable (aprox. más de 30m.) entre el limitador de cabecera y los receptores, es necesario utilizar limitadores de Clase III en cascada (Imax 8kA), a instalar lo más cercano posible del receptor a proteger (en cuadros secundarios). El parámetro fundamental del protector del segundo escalón es la Up. Como el receptor es un equipo electrónico 24

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sensible controlamos siempre una Up menor de 1,2 kV (inferior a la categoría 1 de los receptores, ver figura1).

7.3 Consecuencias de las Sobretensiones:

Las sobretensiones transitorias más comunes son las debidas a conmutaciones de maquinaria. Sin embargo las más destructivas son las debidas a descargas atmosféricas. Los efectos de estas sobretensiones van desde la simple interrupción momentánea del trabajo a la destrucción total de un equipo o instalación: DISRUPCIÓN Interrupción de las operaciones de sistemas, pérdida y corrupción de datos, fallos inexplicables en los ordenadores,... DEGRADACIÓN Una exposición a sobretensiones transitorias degradará, sin que el usuario lo perciba, los componentes electrónicos y los circuitos, reduciendo la vida efectiva de los equipos y aumentando las posibilidades de fallos. DAÑOS Las sobretensiones transitorias de gran magnitud pueden dañar componentes, placas de circuitos, etc. Llegando incluso a quemarlas, pudiendo provocar la destrucción del equipo y la instalación eléctrica, así como muy probablemente el foco de un incendio. Afectan en mayor grado a equipos electrónicos, informáticos y de telecomunicaciones. Todos estos efectos conllevan pérdidas económicas por la reposición de los elementos dañados, así como el coste indirecto de la ruptura de los procesos productivos.

Además, estos efectos pueden conllevar riesgo a las personas que habrá que evitar según la Ley de Prevención de Riesgos Laborales: Disposiciones mínimas de seguridad y salud para la utilización por los trabajadores de las instalaciones y equipos de trabajo. R.D. 1215/97. Anexo II, punto 12: 25

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“Cualquier instalación o maquinaria utilizada para el trabajo, y que puedan ser alcanzadas por los rayos, deberán estar protegidas contra sus efectos por dispositivos o medidas adecuadas.”

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8) Conclusión: 

El deterioro del aislamiento está relacionado con la pérdida de su resistencia a esfuerzos y dieléctricos, mecánicos y a pruebas de impulso.



Si se ha realizado una prueba de voltaje de CA y si quieren usar una prueba de CD alternativa, para determinar resultados equivalentes, se necesitará elevar al máximo al voltajes debe de la prueba.



Con las pruebas de CA mientras más se aumente el voltaje el costo se incrementa mucho más rápido que el equipo necesario para pruebas en CD. Ello se debe a que el equipo de pruebas desean debe suministrar la corriente de carga, quien máquinas grandes es permanentemente alta. En pruebas de CD esta corriente cae rápidamente después del período inicial de carga.



La Prueba de Comprobación, es una prueba relativamente rápida y barata que sirve para probar equipos de cualquier capacitancia.



La prueba de Resistencia de aislamiento, debido a que no hay aislamiento perfecto siempre existirá una corriente de fuga.



La prueba de índice de polarización es usada para equipos de alta capacitancia

9) Bibliografía:  

https://www.academia.edu/9293010/TRABAJO_-_SOBRETENSIONES http://unac.edu.pe/documentos/organizacion/vri/cdcitra/Informes_Finales_Investigacion/A gosto_2011/MURILLO%20MANRIQUE_FIEE/Sobretensiones%20transitorias%20por%20mani obra.pdf

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