Las medidas de protección a los efectos de las sobretensiones

INSTITUTO SUPERIOR TECNOLOGICO CIUDAD DE VALENCIA

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INTEGRANTES:

MENDOZA BARCO YULEIDY

VARELA BANCHON ANDRES

CURSO:

3RO “A” NOCTURNO

CARRERA:

ELECTRICIDAD

TEMA

Las medidas de protección a los efectos de las sobretensiones

MATERIA:

REDES DE BAJA TENSION

DOCENTE:

ING. FREDDY FARES

Introducción

La protección contra sobretensiones transitorias, es un tema importante en el campo de electricidad, debido a que estas pueden causar daños significativos a los equipos eléctricos y electrónicos sensibles. Dado que una sobretensión transitoria ocasiona que exista una fluctuación momentánea en el voltaje, esta puede ocurrir en cualquier sistema eléctrico sino se tienen en cuenta aspectos importantes a la hora de diseñar la red eléctrica y tomar medidas preventivas y correctivas.

Y es que estas fluctuaciones pueden ser causadas por una variedad de factores como: descargas eléctricas atmosféricas (rayos), conmutación de cargas eléctricas, fallos de equipos eléctricos, entre otros. Por eso, la protección contra sobre tensiones transitorias se logra mediante el uso de dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD), dispositivos capaces de limitar la sobre tensiones a un nivel seguro y proteger los equipos eléctricos y electrónicos sensible de los daños causados por sobre tensiones transitorias.

Debido a esto, es importante tener en cuenta que los SPD no son infalibles y que pueden fallar. Por lo tanto, se deben tomar medidas de protección adicionales, como asegurarse de qué los equipos eléctricos estén conectados correctamente y que los cables de tierra estén en buenas condiciones. También es importante tener en cuenta que los de DPS tienen una vida útil limitada y deben ser reemplazados periódicamente para asegurarse que sigan funcionando correctamente.

Objetivo

Analizar las medidas existentes de protección a los efectos de las sobretensiones transitorias a fin de que se eviten daños en los equipos y redes eléctricas durante algún incidente generado con el voltaje.

Desarrollo

Las medidas de protección a los efectos de las sobretensiones transitorias

Las sobretensiones transitorias son picos de tensión que pueden alcanzar valores de decenas de kilovoltios y cuya duración es del orden de microsegundos. A pesar de su corta duración, el fuerte contenido energético puede causar graves problemas a los equipos conectados a la línea, desde su envejecimiento prematuro a su destrucción, provocando interrupciones de servicio y pérdidas económicas (Henríquez, 2017).

Figura 1. Sobretensión transitoria

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Fuente: (Henríquez, 2017)

Los protectores contra sobretensiones son dispositivos que tienen como objetivo principal proteger la instalación eléctrica, conduciendo a tierra los voltajes superiores a un umbral seguro antes de que llegue a los aparatos eléctricos (Henríquez, 2017).

Las sobretensiones conocidas como transitorias, son aumentos de voltaje de muy corta duración, medidos entre dos conductores, o entre conductor y tierra. Puede deberse a descargas eléctricas atmosféricas (rayos) o a procesos de conmutación o de averías (contacto a tierra o cortocircuito) (Enríquez, 2016).

Esta sobretensión puede provocar un envejecimiento prematuro de los componentes y/o daños en los equipos conectados a la red eléctrica. Los dispositivos de protección contra sobretensiones transitorias pueden ser descargadores a gas, varistores de óxido de zinc, diodos supresores, vías de chispas, combinaciones de los anteriores, etc. (Henríquez, 2017)

Causas de las sobretensiones transitorias

De acuerdo con Ocón & Cansino (2017), estas pueden ser:

• Integración electrónica densa y por lo tanto equipo más «frágil».
• Interrupciones de servicio inaceptables.
• Redes de transmisión de datos extensas que pueden estar afectadas por una multitud de perturbaciones.

Por otro lado, este mismo autor manifiesta que las sobretensiones tienen 4 orígenes principales:

• El rayo
• Las sobretensiones industriales o de conmutaciones
• Las sobretensiones electrostáticas (ESD)
• Los impulsos electromagnéticos nucleares (IEMN) (Ocón & Cancino, 2017).

En función de estos orígenes, las sobretensiones se diferencian en cuanto a sus amplitudes, sus energías, sus formas o sus tasas de recurrencia. Mientras los fenómenos de rayo y de sobretensiones industriales son conocidos desde hace muchos años, las perturbaciones «ESD» e «IEMN» son mucho más específicas y dependen de mutaciones tecnológicas recientes (Ocón & Cancino, 2017). 

Por otra parte, Hey & Kram (2018) manifiestan que los orígenes de este tipo de sobretensiones son diversos, como el impacto directo de descargas atmosféricas sobre la protección externa (pararrayos) de un edificio o sobre el tendido eléctrico, o como la inducción de campos electromagnéticos asociados a tales descargas sobre los conductores metálicos.

Las líneas exteriores, así como las de mayor longitud son las más expuestas a estos campos, por lo que a menudo reciben inducciones elevadas. También es habitual que fenómenos no relacionados con las condiciones atmosféricas, como la conmutación de centros de transformación o la desconexión de motores u otras cargas inductivas, provoquen picos de tensión en líneas colindantes (Hey & Kram, 2018).

Las sobretensiones transitorias no se producen únicamente en las líneas de distribución eléctrica, sino que también son habituales en cualquier línea formada por conductores metálicos, como las de telefonía, comunicación, medición y datos (Hey & Kram, 2018).

Protección contra sobretensiones

En todas estas redes, el método de protección contra las sobretensiones transitorias consiste en la instalación de un protector o descargador en la línea susceptible de recibir la sobretensión, conectándolo en paralelo entre ésta y la tierra. De este modo, en caso de sobretensión transitoria, el protector derivará a tierra el exceso de energía, limitando así el valor del pico de tensión a un valor soportable por los equipos eléctricos conectados  (Hey & Kram, 2018).

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