 Introducción: causas y peligros de las sobretensiones  Sobretensiones temporales  Origen  Soluciones y ejemplos  Sobretensiones transitorias  Origen (rayos, conmutaciones, conducidas, inducidas...)  Soluciones  Clases, coordinación, categorías...  Parámetros  Tipos de protectores ( Uc, Up, Imax, Iimp, Ifi...)

En el transcurso de los últimos 3 años: rayos – rayos por año de media – : rayos negativos – : rayos positivos Intensidad media de la caída de un rayo directo: Amperios – Valor típico: 5 a 40kA (95% de los casos) 95 % de las descargas provocan tensiones de más de 5kV y corrientes de unos 6kA en protecciones secundarias tormentas diarias alrededor del globo Información actualizada en la dirección: inm.es Introducción

Mapa caída de rayos últimas 12 horas

ordenadores dañados anualmente en Europa. Coste medio por accidente: €. Daños totales en equipos eléctricos: 500 millones de euros 26% averías en equipos electrónicos por sobretensiones transitorias (datos estadísticos Compañías Aseguradoras) 35 % 30 % 25 % 20 % 15 % 10 % 5 %5 % 0 %0 % Rayos Varios Accidentes Robos Daños por inundaciones Incendios Tormentas de viento Motivos de los daños sufridos en equipos propiedad de France Telecom Introducción

Históricamente..... Presente y futuro.....  Mercado reducido (Operadores de telefonía, infraestructuras....)  Mercado controlado por fabricantes “monoproducto” con políticas de venta directa a cliente final.  Importante transformación a raíz de la entrada en vigor del nuevo REBT (ITC-BT 23 y Art.16.3)  Nuevo impulso con la publicación de la GUIA-REBT. Septiembre  Aumento de la sensibilidad en los equipos, mayor electrónica : Evolución del mercado Importante avance en la implantación de este tipo de producto  mayor notoriedad a todos los niveles. Introducción

Consecuencias finales de las sobretensiones DETERIORO Y DESTRUCCIÓN de los componentes Depende de: - Tiempo de ascenso(Tm): rapidez con la que crece la onda. - Valor de cresta: valor máximo que alcanza la perturbación - Duración de la onda MAL FUNCIONAMIENTO de los equipos ENVEJECIMIENTO prematuro de los componentes - Provocado por sucesivas sobretensiones no destructivas

Consecuencias finales de las sobretensiones

Sobretensiones Temporales/Transitorias Sin efecto Malfuncionamiento Degradación Daño irreversible Voltios microsegundos milisegundos Elevados Impulsos de Tensión –Pueden alcanzar varios miles de voltios. Duración muy corta –Del orden the microsegundos. –Sobretensión Transitoria ≠ Sobretensión Temporal Frente de onda muy rápido (dv/dt) Origen: 35% son externos a la instalación 65% son internos a la instalación

TENSIÓN U SIMPLE ( F-N) Se produce cuando el valor eficaz de la tensión es superior al 110 % del valor nominal. U SIMPLE ( F-N) > 110 % Se mantiene en el tiempo, durante varios periodos, o permanentemente. Sobretensiones Temporales SOLUCIÓN:

Solución para las sobretensiones permanentes para Interruptores trifásicos Esquema de conexionado: Sobretensiones Permanentes

Ejemplos de esquemas eléctricos Protección contra sobretensiones

Ejemplos de esquemas eléctricos

Sobretensiones transitorias de origen atmosférico 30% Sobretensiones transitorias de maniobra 70% Origen de las sobretensiones transitorias SOLUCIÓN:

Valor típico: de 5 a 40 kA 30 kA/μs Forma de onda típica de corriente de rayo Sobretensiones Transitorias

Origen Interno Fallos eléctricos Conexión de baterías de Condensadores Encendido y apagado de Motores Fuentes Conmutadas Máquinas de soldadura Equipos de Proceso, ….. Origen de las sobretensiones transitorias Sobretensiones Transitorias

Sobretensiones transitorias de maniobra  Los cambios bruscos en las condiciones de funcionamiento establecidas de una red eléctrica provocan fenómenos transitorios: –Sobretensiones de dispositivos de desconexión debido a la apertura de los dispositivos de protección y control: fusibles, interruptor automático, contactores. –Sobretensiones de los circuitos inductivos debidas a arranques o paradas de motores, o la apertura de transformadores, como los centro de transformación de MT/BT. –Sobretensiones de circuitos capacitivos debidas a la conexión de baterías de condensadores a la red. Transitorios por maniobras Sobretensiones Transitorias

Sobretensiones inducidas Sobretensiones conducidas Sobretensiones debidas al aumento del potencial de tierra Sobretensiones de origen atmosférico Tipos de sobretensiones atmosféricas (algunos MHz. 1  100  s) Debidas a la caída del rayo sobre una línea aérea (eléctrica o telefónica). Estos impulsos de corriente generada se propagan hasta el edificio derivándose a tierra a través de los receptores produciéndoles averías. Un rayo indirecto sobre cualquier lugar(poste,árbol,etc.),es equivalente a una antena de gran longitud que emite un campo electromagnético. Se propaga desde unos centenares de metros hasta algunos kilómetros. Cuando el rayo cae a tierra o a una estructura conectada a tierra (pararrayos) se crea una perturbación electromagnética y una subida del potencial de tierra.

Modos de propagación Sobretensión en modo común : aparece entre las partes activas y la tierra: fase/tierra o neutro/tierra. U MC N L Peligrosas para aparatos donde la masa está conectada a la tierra Mal funcionamiento de los aparatos Sobretensión en modo diferencial : sobretensión aparece entre dos conductores activos: fase/neutro Posible destrucción de materiales de tipo informático y equipos electrónicos Sobreintensidades R1 baja R1 elevada A B C D

 U p : nivel de protección Valor de pico de la tensión que aparece en bornes del limitador durante la circulación de In.  U c : tensión máxima admisible en régimen permanente (no conducción).  I n : intensidad nominal de descarga Intensidad de descarga en forma de onda 8/20µs que es capaz de derivar el limitador sin destruirse hasta 20 veces.  I max : intensidad máxima de descarga intensidad de descarga en forma de onda 8/20µs que es capaz de derivar el limitador sin destruirse una única vez. Up Uc In ( 20 veces ) Imax ( 1 vez ) Ic ( permanente) Tensión residual ( V ) Intensidad que circula por el limitador ( kA ) Parámetros de protección Sobretensiones Transitorias

Categorías de las sobretensiones ¿Qué protección instalar? Sobretensiones transitorias máximas admisibles (kV) Aparato electrónico 1,5 kV2,5 kV4 kV6 kV Aparato electrodoméstico Aparato industrialContador eléctrico Nivel de protección Up: El nivel de protección no debe ser nunca superior a la tensión impulsional máxima que son capaces de aguantar las cargas que se desean proteger. Las CATEGORIAS DE SOBRETENSIONES permiten distinguir los diversos grados de tensión soportada a las sobretensiones en cada una de las partes de la instalación, equipos y receptores.

 Resto instalaciones con riesgo en función de la situación geográfica y la probabilidad de caída de rayos: - Instalaciones urbanas, rurales, residencial, terciario, etc. CLASE II (8/20) Gama ENCHUFABLE Gama FIJO Clase del limitador  Instalaciones que por su situación y tipología presentan un riesgo de descargas atmosféricas directas o extremadamente fuertes: - Instalaciones con pararrayos, repetidores de telefonía, parques eólicos, etc. CLASE I (10/350) !Riesgo Elevado! Sobretensiones Transitorias

: Impacto directoOnda de corriente 10/350 µs: Impacto directo (pararrayos) 10 µs 50% I t(µs) 100% 350 µs I pico=I imp. Tests Clase I Impacto inducidoOnda de corriente 8/20 µs: Impacto inducido 8 50% I t(µs) 100% 20 I pico=I n Tests Clase II Ondas normalizadas Sobretensiones Transitorias

IEC / EN Clase 1 Iimp. 10/350 Clase 2 Imax 8/20 I imp. I max I pico kA /20 10/350 X 10 Impacto directo Impacto indirecto Ondas normalizadas Sobretensiones Transitorias

Desconector térmico –Función integrada en el propio limitador – El envejecimiento progresivo del limitador es debido a la corriente de fuga que aumenta cada vez que el supresor deriva un impulso a tierra. –Un desconector térmico interno desconecta el supresor al final de su vida (antes de alcanzar su temperatura máxima) Sobretensiones Transitorias Fin de vida progresivo del limitador

Fin de vida brusco Se cortocircuita el varistor 15 kA 55 kA 15 kA Destrucción del limitador por sobretensión muy alta Destrucción del limitador por sobretensión muy alta Necesidad de dispositivo de desconexión Intensidad de descarga>Imax ImáxCurvaCalibre 8 a 40 kA 65 kA C C 20 A 50 A

Impulso Transitorio Inicial Respuesta incorporando un SPD Sobretensiones Transitorias Ejemplo práctico

Impulso Transitorio Inicial Respuesta incorporando un SPD Sobretensiones Transitorias Ejemplo práctico

Respuesta incorporando un SPD Impulso Transitorio Inicial Sobretensiones Transitorias Ejemplo práctico