No escucho, Qué hago? - Si esto no funciona, conecta unos auriculares o usa el audio de tu celular - ABB
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No escucho, ¿Qué hago? Si esto no funciona,
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— Bienvenidos Bem-vindo Welcome Electrification Latam Tour 2020
— ELECTRIFICATION LATAM TOUR 2020 , BOGOTÁ OCT. 2020 Supresores de sobretensiones. Conceptos y selección Germán Galindo, Product Marketing Specialist Smart Building Colombia © Copyright 2020 ABB. All rights reserved. Document ID.: Rev.:
—
Conferencista de hoy
Conferencia:
Supresores de Sobretensiones. Conceptos y guías
de selección
Germán Galindo Caballero
Product Marketing Specialist
Electrification Business. Smart Buildings
Electrification Latam
Ingeniero Eléctrico de la Universidad de los Andes
con diplomado en Gerencia de Clientes de la
misma universidad. Con más de 30 años de
experiencia en baja tensión. Germán ha trabajado
en los departamentos técnicos y comerciales de
empresas como Fertécnica LTDA., Bavaria S.A.,
Telemecanique –Schneider y Hanseatica.
Desde hace 14 años está vinculado con ABB
Colombia Ltda. y actualmente se desempeña
como Gerente de Producto para la División Smart
Building de Electrification.
June 24, 2021 Slide 4
—
Edificios inteligentes en ciudades inteligentes
Reducción de costos Eficiencia energética
Operacionales El sistema de gestión de
Soluciones para reducir carga patentado integrado
costos operacionales en la medición permite
hasta en un 30% marcadas reducciones en las
emisiones de CO2
La Seguridad Confiabilidad
Ayudar a gestionar Supervise, prevenga, habilite
eventos críticos y el mantenimiento
minimizar el tiempo de predictivo y reduzca el
reparación y servicio tiempo de intervención para
garantizar operaciones
continuas
Transformamos digitalmente edificios comerciales, industriales y residenciales
para el máximo confort, eficiencia, seguridad y protección
June 24, 2021 Slide 5
— Agenda Factores de riesgo eléctrico más comunes Sobretensiones y sus causas Fundamentos Daños en aparatos eléctricos Tipo de material a proteger Dispositivos de Protección contra sobretensiones (DPS) Criterios de selección Reglas de instalación Prioridad a protección o al servicio June 24, 2021 Slide 6
—
Factores de riesgo eléctrico más comunes
RETIE
Tabla 9.5. Factores de riesgos eléctricos más comunes
Por regla general, todas las instalaciones eléctricas tienen
implícito un riesgo y ante la imposibilidad de controlarlos
todos en forma permanente, se seleccionaron algunos
factores, que al no tenerlos presentes ocasionan la mayor
cantidad de accidentes…
La electricidad es una de las fuentes de energía más utilizada en la actualidad. Su empleo implica unos riesgos que deben con ocerse para
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poder evitar sus desfavorables consecuencias.
—
Sobretensiones y sus causas
Sobretensiones temporales (permanentes) Vs. transitorias
Representación de las diferentes perturbaciones en las redes AC
A – Armónicos
B - Micro-interrupciones
C – Transientes por switcheo
D – Sobretensiones indirectas
E – Sobretensiones directas
Solo el 20% de las
sobretensiones son causados
por rayos.
80% por conmutaciones
internas (motores, lámparas,
HVAC, PC, VFD, inversores)
La conmutación de interruptores, transformadores, motores y cargas inductivas en general o la modificación repentina de cargas, ocasiona
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variaciones bruscas de corriente (di / dt), generando sobretensiones transitorias de tensión.
—
Fundamentos
Mapa isoceraunico. Densidad de rayos
Determinación del poder de derivación necesario
La determinación del poder de derivación de un aparato de
protección (Imax o Iimp) se obtiene realizando una análisis de
riesgo.
Estudio basado en tres grupos de parámetros:
– Parámetros debido al entorno. Densidad de descargas:
número de rayos por km2 por año Ng = descargas / km2 – año
y en el Nivel ceráunico (nivel Nk) que define el número de días
de tormenta por año . Estos 2 parámetros están vinculados
por una relación aproximativa. : Ng = Nk/10
– La Densidad de descargas a tierra Ng también es conocida en
Español como DDT (Densidad de descargas a tierra)
– Parámetros de conexión de la instalación a la Red eléctrica
– Parámetros de seguridad. Costos por cambios, reparaciones,
tiempos improductivos, riesgos para las vidas humanas, etc.
Mapa de densidad de rayos para Colombia-2012
IEC 62305-2 : Protection against lightning – Part 2: Risk management
June 24, 2021 Slide 10 Sí el cálculo del riesgo ha sido realizado siguiendo las instrucciones de la IEC 62305-2, una
corriente muy precisa para el DPS puede ser calculada
—
Fundamentos
Sobretensiones debidas a descargas directas de rayos
Descarga directa de un rayo sobre Descarga directa de un rayo sobre
un pararrayos o el tejado una línea aérea de tendido
de un edificio eléctrico Onda 10/350 μs
Forma de onda de corriente que fluye a través de equipos cuando éstos están bajo los efectos de
una sobretensión producida por la descarga directa de un rayo
Forma de onda de corriente usada para representar la corriente de choque: Onda 10/350
June 24, 2021 Slide 11 Forma de onda de corriente que fluye a través de equipos cuando éstos están bajo los efectos de una sobretensión producida por la descarga
directa de un rayo—
Fundamentos
Sobretensiones debidas a los efectos indirectos de las descargas de rayos
Incremento del potencial
Campo magnético de tierra Onda 8/20 μs
Estas sobretensiones también se generan cuando se producen descargas de rayos en las inmediaciones de un edificio, debido al
incremento en el potencial del suelo en el punto de impacto.
Los campos electromagnéticos creados por la corriente del rayo generan un acoplamiento inductivo y capacitivo, que provoca otras
sobretensiones.
Forma de onda de corriente usada para representar la corriente de choque: Onda 8/20
June 24, 2021 Slide 12
Forma de onda de corriente que fluye a través de equipos cuando éstos están bajo los efectos de una sobretensión (energía baj a).—
Fundamentos
Energía bajo la onda
Ondas 8/20 y 10/350
Claramente la forma de onda 10/350 tiene mayor energía de la
onda 8/20
8/20µs
Los supresores se someten repetidamente a ensayos con 100%
10/350µs
ondas de impulso de corriente y tensión. 90%
80%
– Los que se ensayan con ondas 10/350 (Clase I) reciben el
nombre de Tipo 1 o Clase 1 60%
50%
– Los que se ensayan con ondas 8/20 (Clase II) reciben el
nombre de Tipo 2 o Clase 2
40%
20%
10%
0%
0 T1 50 100 150 200 250 300 350
T2 time [µs]
June 24, 2021 Slide 13— Daños en aparatos eléctricos Daños ocasionados por las sobretensiones June 24, 2021 Slide 14
—
Tipo de material a proteger
Resistencia de los equipos a los impulsos de tensión
Material eléctrico
Material conteniendo electrónica Material electrónico Material electrónico
electromecánico poco sensible sensible muy sensible
Objetivo de la protección
June 24, 2021 Slide 15 Los protectores contra sobretensiones o descargadores permiten limitar las sobretensiones transitorias que circulan a través de la red, a
valores tolerados por los equipos conectados.—
Tipo de material a proteger
Resistencia de los equipos a los impulsos de tensión
Un
Categorías 230 /400 V 400 /690 V Ejemplos
Los niveles de tolerancia de equipos se clasifican en 4 categorías (tal y como se indica en la tabla)
conforme a IEC 60364-4-44, IEC 60664-1 e IEC 60730-1.
UW: Tensión asignada soportada al impulso tipo rayo IEC 60664-1
June 24, 2021 Slide 16 La tolerancia de los equipos a sobretensiones tipo rayo es clasificada en 4 categorías conforme a lo indicado en la IEC 60364-4-44 y IEC
60730-1.—
Dispositivos de Protección contra sobretensiones (DPS)
Que son los Supresores de Sobretensiones?
Son los dispositivos más apropiados para la protección de edificios
y circuitos de alimentación contra impactos directos e indirectos
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Dispositivos de Protección contra sobretensiones (DPS)
Como actúan los Supresores de sobretensiones
Sin supresor de sobretensiones Con protector de sobretensiones
No protegido DPS instalado:
Ej: Cafetera Aparato protegido
Video
Los DPS (dispositivos de Protección de sobretensiones) limitan los voltajes transitorios desviando las Corrientes de sobrecarga a tierra
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(Terminal PE).—
Dispositivos de Protección contra sobretensiones (DPS)
Clases y usos
Tipo o clase Clase 1 Clase 2 Clase 1 y clase 2
Ensayo Onda 10/350 us Onda 8/20 us Ensayado con ambas ondas de
corriente 10/350 y 8/20
Uso Protegen contra impactos Protegen contra impactos protege contra ambos: impactos
directos indirectos directos e indirectos
Tecnología usualmente con spark-gaps o Usualmente varistor, versiones Usualmente varistor, versiones
varistor combinadas (varistor + spark combinadas (varistor + spark
gap), pueden ser instaladas gap)
aguas arriba del RCD
Punto de instalación Instalados en el origen del En todo tablero de distribución Instalados en espacios reducidos
sistema de la instalación, cerca de en el origen de la instalación,
equipos sensibles cerca de equipos delicados
June 24, 2021 Slide 19— Dispositivos de Protección contra sobretensiones (DPS) Terminología June 24, 2021 Slide 20
— Criterios de selección Cuando una protección DPS es calculada / requerida o recomendada, debemos seleccionar el producto apropiado e instalarlo. La selección de un DPS está basada en diferentes elementos: – Tipo de impacto de rayo, directo o indirecto; – Nivel de protección Up dependiendo del valor Uw del aparato a proteger → (Siempre Up < Uw) – Poder de derivación (Capacidad de descarga): Iimp , Imax o In (10/350 μs o 8/20 μs); – Tipo de red de distribución (TT, TNC, TNS & IT); – Número líneas de la conexión eléctrica; – Voltajes de empleo (Un, Uc y Ut); – Hay pararrayos externo o no; – Opciones y accesorios (indicador fin de vida, cartuchos enchufables, reserva de seguridad, señalización remota). June 24, 2021 Slide 21
—
Criterios de selección
Determinación del poder de derivación necesario
La determinación del poder de derivación de un aparato de protección (Imax, In, Iimp) se obtiene realizando una análisis de riesgo.
Este análisis está basado en 3 grupos de parámetros :
– Parámetros debido al entorno : frecuencia de la tormentas, de la zona y del número de impactos por año y por km2 ).
– Parámetros de conexión de la instalación a la Red eléctrica : la presencia de pararrayos en el edificio o en el entorno cercano,
acometida de la red electricidad a la instalación por vía aérea o subterránea, la situación en el edificio del equipo a proteger, ...
– Parámetros de seguridad : coste del cambio y reparación del equipo a proteger, coste del tiempo de inutilización por cambio o
reparación del mismo, riesgo para el entorno o las vidas humanas (petroquímicas, lugares abiertos de pública concurrencia, ...).
La elección de Iimp para protectores contra sobretensiones del Tipo 1 en caso de una descarga directa de rayo de 200 kA, es de 25 kA para cada
June 24, 2021 Slide 22
línea de alimentación eléctrica.— Criterios de selección Guía de selección básica June 24, 2021 Slide 23 Nivel Nk: Nivel isoceraunico
—
Criterios de selección
Determinación del poder de derivación necesario
Corriente nominal de descarga In para DPS Tipo 2
La elección de Iimp para protectores contra sobretensiones del Tipo 1 en caso de una descarga directa de rayo de 200 kA, es de 25 kA para cada
June 24, 2021 Slide 24
línea de alimentación eléctrica.—
Criterios de selección
Identificación de la red
Red TT Red TN-C Red TN-S Red IT
El conductor de neutro de la el conductor de neutro y el el conductor de neutro y el el punto de neutro no está
alimentación está conectado a de protección están de protección son distintos. conectado con tierra o lo
tierra. unificados en un solo está pero con una
Las masas de la instalación conductor PEN. impedancia de
están conectadas a tierra,
(1000 a 2000 ").
pero en un punto distinto al de
la Alimentación
El tipo de descargador (unipolar o multipolar) y su conexión dependen del tipo de red
La norma internacional IEC 60364-3 clasifica los sistemas eléctricos empleando una combinación de dos letras. La primera letra indica la
June 24, 2021 Slide 25 conexión del sistema de alimentación con la tierra. La segunda letra indica la relación entre las piezas conductoras expuestas de la instalación
y tierra. Las letras posteriores, si las hubiere, indican la disposición de los conductores de protección y neutro.— Criterios de selección Necesidad de proteger a varios niveles Protección escalonada Hay veces que no es posible definir un descargador adaptado a la vez al poder de derivación necesaria (Imax o Iimp) y al nivel de protección exigido (Up). En este caso, pueden ser usadas varias protecciones sucesivas, con un primer descargador conectado a la entrada de la instalación (es decir, lo mas cerca de la entrada de la corriente de choque) y soportando el poder de derivación necesario, y con un segundo descargador cerca del equipo a proteger, con el nivel de protección exigido. Las conexiones a tierra de todos los equipamientos (así como el pararrayos) deben de ser equipotenciales. June 24, 2021 Slide 26
—
Reglas de instalación
Recomendaciones para crear una protección efectiva
– La corriente limp (10/350) o Imax (8/20) es la máxima corriente
que es capaz de soportar el descargador sin degradarse. Si se
sobrepasa éste valor el protector actuará de forma correcta
pero se destruirá. Cada limitador debe asociarse con un
interruptor automático capaz de garantizar la continuidad de
servicio y máxima seguridad.
– La distancia entre el terminal de tierra del DPS y los terminales
aguas arriba del interruptor automático de desconexión debe
ser lo menor posible (recomendable menor de 50 cm).
Los cables de conexión deben ser lo más corto posible
Uprot = Up + Ud + U1 + U2 + U3— Reglas de instalación Recomendaciones para crear una protección efectiva – Si se instala más de un protector contra sobretensiones, se debe coordinar la distancia entre ellos. Ver aspectos de coordinación más adelante – Las tomas de tierra de los receptores deben conectarse al mismo bornero de tierra que el protector contra sobretensiones.
—
Reglas de instalación
Elección de dispositivo de interrupción de energía eléctrica asociado (fusible / interruptor automático) de
respaldo
Valores indicados en catálogo
La protección de respaldo ya sea MCB o fusible, pueden ser determinadas según las recomendaciones del fabricante.
June 24, 2021 Slide 44— Reglas de instalación Resumen – El DPS en el origen de la instalación principal debe ser instalado inmediatamente aguas abajo del interruptor principal. – El DPS debe ser: • Instalado cerca del equipo a proteger → si hay mas de 10m poner DPS extra • Coordinado con otros protectores de sobretensiones • Coordinado con el MCB o el fusible de protección • Si el DPS no alcanza el nivel de protección U p por si solo, debe ponerse un DPS extra. • Instalado con pocas distancias de cables (regla 50cm) → Uprot < Uw – Es fundamental verificar la equipotencialidad de las tierras de todos los aparatos. June 24, 2021 Slide 45
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Germán Galindo Caballero
german.galindo@co.abb.com
Cel. 311 561 7189
Bogotá
Slide 61También puede leer
