View
104
Download
6
Category
Preview:
DESCRIPTION
Sobretensiones de origen atmosférico. Sumario Sobretensiones de origen atmosférico. INTRODUCCIÓN MODOS DE PROPAGACIÓN DE LAS SOBRETENSIONES CONSECUENCIAS DE LAS SOBRETENSIONES TECNOLOGÍA DE LOS LIMITADORES CLASES DE LIMITADORES ¿QUÉ LIMITADOR INSTALAR? ¿CÓMO INSTALAR EL LIMITADOR? - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Sobretensiones de Sobretensiones de origen atmosféricoorigen atmosférico
SumarioSobretensiones de origen atmosférico
•INTRODUCCIÓN
•MODOS DE PROPAGACIÓN DE LAS SOBRETENSIONES
•CONSECUENCIAS DE LAS SOBRETENSIONES
•TECNOLOGÍA DE LOS LIMITADORES
•CLASES DE LIMITADORES
•¿QUÉ LIMITADOR INSTALAR?
•¿CÓMO INSTALAR EL LIMITADOR?
•REBT: ITC-BT 23 PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
IntroducciónTipos de sobretensiones
Se produce cuando el valor eficaz de la tensión es superior al 110 % del valor nominal.
Se mantiene en el tiempo, durante varios periodos, o permanentemente.
Permanente
3
Z3
1 2
Z1 Z2
U1’ U2’ U3’
Rotura del conductor neutro
Z3
Transitoria
Origen de una sobretensión transitoria:
- por descarga atmosférica.
- por maniobras en la red.
Sobretensiones de origen atmosféricoSobretensiones debidas a la caída de rayos
En el transcurso de los últimos 3 años: 1.615.217 rayos– 538.405 rayos por año de media– 1.503.723 : rayos negativos– 111.494 : rayos positivos
Intensidad media de la caída de un rayo directo: 20.000 Amperios
95 % de las descargas provocan tensiones de más de 5kV y corrientes de unos 6kA en protecciones secundarias
5.000 tormentas diarias alrededor del globo
Información actualizada en la dirección: inm.es
Mapa caída de rayos últimas 12 horas
U
P1 P2
Sobretensiones inducidas
U
P1
Sobretensiones conducidas
P1BT
N
P1
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.
UMC
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
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
Dispositivos de protección
- Protecciones primarias: Captan los rayos, los derivan a tierra y los dispersan en el suelo.
• pararrayos (puntas Franklin) • terminales aéreos, caja mallada de Faraday
- Protecciones secundarias: Se encargan de los efectos indirectos del rayo y de las sobretensiones de maniobra.
• protección en paralelo: Limitadores de sobretensión
punta Tendidos aéreos
Caja mallada
h
• Protección estructura edificios
• Protección equipos
N
L
RECEPTOR
Up
Imax
Tecnología de los limitadoresTecnología de los limitadoresFuncionamiento básico de un limitador
FN
V
Característica principal:- Resistencia infinita en condiciones normales de tensión- Resistencia 0 al producirse un sobretensión
Tecnología de los limitadoresTecnología de los limitadoresTecnología: Varistor
Sobretensión
Tiempo (s)
U (V)
Varistor
•Tiempo de reacción rápido(10-9 s)
• Varistor limita la sobretensión a una tensión residual que será función del varistor
•Corriente de fuga despreciable pero que aumenta con un impulso de tensión• Envejecimiento con el tiempo y sucesivas descargas
Tecnología de los limitadoresTecnología de los limitadoresTecnología: Descargador de gas
FN
DG
Similar a una bombilla con gas y 2 electrodos
Sobretensión
Ionización del gas a 700 V
Derivación a tierra
Sobretensión
CebadoExtinción
Efluvio ArcoTiempo (s)
U (V)
• Fuerte poder de disipación de energía
• Corriente de fuga nula a tensiones normales
•Tiempo de respuesta menos rápido pues ha de cebarse antes de derivar
Tecnología de los limitadoresTecnología de los limitadores
- Respuesta rápida a una onda transitoria- Limita la tensión Up a un valor inferior- Disipación energética superior- Envejecimiento limitado- Protección en modo común y diferencial
Características eléctricas
• Up: Valor de pico de la tensión que aparece en bornes del
limitador durante la circulación de In • Uc: Valor admisible de tensión eficaz que se puede
aplicar de manera contínua en bornes del limitador sin
afectar su funcionamiento. • Ic: Corriente que circula por el limitador el cual está
afectado por Uc • In: valor cresta de la corriente de descarga de forma de
onda 8/20soportado hasta 20 veces por el limitador
• I max: Valor máximo cresta decorriente de descarga de
forma de onda 8/20 soportado una sola vez por el limitador
Up
Uc
In Imax I
U
Ic
Limitadores Clase II PRDLimitadores Clase II PRD
Cartuchos desenchufables
Señalización del estado del limitador(PRD)
Auxiliares de señalización a distancia
Contacto seco de señalización a distancia de fin de vida(PRDr)
Señalización de fin de vida (PRD r)
En servicio Cambio de cartucho recomendado
Fin de vida del limitador
Limitadores Clase I PRF1Limitadores Clase I PRF1
!!Riesgo elevado!!
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
Gama PRF1Ensayos específicos corriente
directa de rayo
¿Qué limitador instalar?¿Qué limitador instalar?Aspectos a considerar
• Probabilidad de caída de rayos. Depende de la zona geográfica (mapa de densidad de caída de rayos)• Tipo de red:
- de distribución de energía
- red telefónica• Presencia o no de pararrayos• Coste y sensibilidad de los materiales a proteger• Coste de la inoperatividad del equipo/continuidad de servicio• Nivel de protección (Up):
aparatos de tipo electrónico
1,5 kV 2,5 kV 4 kV 6 kV
Aparato tipo electrodoméstico
Aparato industrial
Contador eléctrico según Norma
CEI 60364-4-443
(kA) Protección de cabecera Imáx 40 656540154015
4
Baja
1 1< Ng < 4 1
8 8 8 8 8
4 4 1Densidad de rayos (Ng)
Debería instalarse protección fina si:• La distancia entre el limitador y el receptor es mayor o igual a 30 m• El aparellaje es muy sensible
6540154015
1 1< Ng < 4
Residencial
8 8 8
4 4 4
Instalación sin
pararrayos
RuralUrbano Media Alta
Clase I+40
8
Instalación con
pararrayos
Continuité de service de l ’installation
Terciario/ industrial
Valoración económica de la instalación
O situado en un radio de 50 m
Prioridad continuidad de servicio
¿Qué limitador instalar?¿Qué limitador instalar?
¿Cómo instalar los limitadores?¿Cómo instalar los limitadores?
• Conexiones lo más cortas posibleConexiones lo más cortas posible aproximadamente menor de 50 cm
CARGA
L1
L2
L3
U1
Up
U3
• Regla de los 10 mRegla de los 10 mdistancia entre dos limitadores mayor de 10 m
P1 P2
U1
U3
L1=L2
• Regla de los 30 mRegla de los 30 m si la distancia entre el limitador y el receptor es muy larga (aprox. 30 m) es necesario instalar otro
d 30m
PRD 1
Receptor
PRD 2
Continuidad de servicioContinuidad de servicio
Se cortocircuita el varistor
15 kA
55 kA
15 kA
Destrucción del limitador por sobretensión muy altaDestrucción del limitador por sobretensión muy alta
Necesidad de dispositivo de desconexión
Intensidad de descarga>Imax
ImáxImáx CurvaCurva CalibreCalibre
8 a 40 kA
65 kA
C
C
20 A
50 A
ITC-BT 23: Protección contra sobretensionesITC-BT 23: Protección contra sobretensiones
Objeto y campo de aplicaciónObjeto y campo de aplicación
Trata únicamente de las sobretensiones debidas a la influencia de la descargas lejanas del rayo y conmutaciones de red no tratando las producidas como consecuencia de la descarga directa de rayo
Contiene las indicaciones a considerar para la protección de líneas de alimentación, no contemplándose en la misma el resto de casos: señales de medida, control y telecomunicación.
U
P1 P2
• SITUACIÓN NATURAL: NONO es preciso la protección contra sobretensiones transitorias
• SITUACIÓN CONTROLADA: SISI se considera necesaria la protección contra sobretensiones transitorias
Alimentación por red subterránea en su totalidad
Cuando una instalación se alimenta por, o incluye, una línea aéreaContinuidad de servicio
Valor económico de los equipos
Se pueden presentar dos situaciones diferentes:
ITC-BT 23: Protección contra sobretensionesITC-BT 23: Protección contra sobretensiones
¿Cuándo se precisa la protección contra ¿Cuándo se precisa la protección contra sobretensiones?sobretensiones?
ITC-BT 23: Protección contra sobretensionesITC-BT 23: Protección contra sobretensiones
¿Qué protección instalar? ¿Qué protección instalar?
Sobretensiones transitorias máximas admisibles (kV)Aparato
electrónico
1,5 kV 2,5 kV 4 kV 6 kV
Aparato electrodoméstico
Aparato industrial Contador 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.
Limitadores de Limitadores de sobretensionessobretensiones
transitoriastransitorias
Recommended