Protección contra sobretensiones para sistemas de energía
Los voltajes de sobretensiones muy grandes son causados principalmente por rayos en o cerca de los sistemas de energía. Incluso a varios cientos de metros de distancia, las corrientes eléctricas también pueden causar tensiones de sobretensión inadmisibles en los bucles conductores, ya sea a través de acoplamiento capacitivo, inductivo o galvánico.
Las grandes tensiones de sobretensión se acoplan en un radio de hasta 2 km. Las operaciones de conmutación que implican cargas inductivas crean tensiones de sobretensión peligrosas en las redes de energía de media y baja tensión.
Descargas eléctricas
(LEMP: Impulso Electromagnético de rayos)
La norma internacional de protección contra rayos IEC 62305 describe cómo se detienen de forma segura los rayos directos de hasta 200 kA. La corriente se acopla al sistema de puesta a tierra y, debido a la caída de tensión en la resistencia de puesta a tierra, la mitad de la corriente eléctrica se acopla a la instalación interna.
La corriente eléctrica parcial se divide entre las líneas eléctricas que entran en el edificio (número de núcleos de líneas eléctricas que entran en el edificio), mientras que alrededor del 5% ingresa a los cables de datos.
Ejemplo dividido entre tierra / instalación:
50% – 50%
i = 50 kA; R = 1 Ohm
U = i × R = 50,000 A × 1 Ohm = 50,000 V
- U – Tensión de sobretensión
- i – Corriente de sobretensión
- R – Resistencia de puesta a tierra
La resistencia de voltaje de los componentes se excede y el arco eléctrico no controlado ocurre. Solo los descargadores de sobretensiones pueden detener de forma segura estos voltajes peligrosos.
Los voltajes de sobretensión más grandes son causados por rayos. Según la norma IEC 62305 (VDE 0185-305), los rayos se simulan con sobretensiones de hasta 200 kA (10/350 µs).
Tabla 1 – distribución Típica de la corriente del rayo
| 1 | Rayo | 100% | Iimp = max 200 kA (IEC 62305) |
| 2 | sistema de puesta a Tierra | ~ 50% | I = 100 kA (50%) |
| 3 | instalación Eléctrica | ~ 50% | I = 100 kA (50%) |
| 4 | cable de Datos | ~ 50% | I = 5 kA (5%) |
1.1 las operaciones de Conmutación
(SEMP: Conmutación de impulsos electromagnéticos)
Las operaciones de conmutación se producen debido a la conmutación de grandes cargas inductivas y capacitivas, cortocircuitos e interrupciones en el sistema de alimentación. Son la causa más común de tensiones de sobretensión.
Descarga electrostática (ESD)
Las descargas electrostáticas son causadas por fricción. Cuando una persona camina sobre una alfombra, se produce la separación de cargas; en este caso, sin embargo, es inofensivo para los humanos. Sin embargo, puede interferir y destruir componentes electrónicos.
La unión equipotencial es necesaria aquí para evitar esta separación de cargas.
| Título: | Consejos de diseño para sistemas de protección contra rayos y sobretensiones – OBO Betetrmann |
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| Tamaño: | 5.60 MB |
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