Protección pararrayos y de sobretensiones

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2 Información general Descripción Porqué se necesita protección contra sobretensiones? En el comercio, la industria, los organismos municipales y estatales, al igual que en los hogares se utilizan, cada vez en mayor medida, equipos electrónicos de elevado valor económico. Las sobretensiones de toda naturaleza, tanto si se deben a descargas electrostáticas, sobretensiones por maniobras, como a descargas atmosféricas, afectan a estos aparatos sensibles y, con frecuencia, provocan averías. En particular, las descargas atmosféricas, que generan campos electromagnéticos y sobretensiones en los conductores, ponen en peligro las instalaciones electrónicas en un radio de 1,5 km. Sin embargo, los adelantos tecnológicos permiten implementar una protección eficaz. La norma DIN VDE ( ) subdivide las protecciones contra sobretensiones de las instalaciones energéticas según sus campos de aplicación en las Clases de Requerimientos A, B, C y D. Siemens ofrece para las clases B D protecciones contra sobretensiones que cubren toda la instalación de baja tensión desde el tablero de distribución hasta los tomacorrientes. Los aparatos de las clases de requerimientos B y C se construyen para encastre sobre riel Causas de daños en equipos electrónicos: análisis de unos 7737 siniestros del año normalizado de 35 mm (EN ) en los tableros de distribución. Para la protección contra sobretensiones de equipos electrónicos sensibles como, por ejemplo, computadoras personales, se dispone de un módulo para montar en los tomacorrientes normalizados DELTA Schuko, que satisface los requerimientos de la clase Características Protección contra sobretensiones y descargas atmosféricas desde el tablero de distribución hasta los tomacorrientes. Los descargadores de sobretensiones de las clases B y C se construyen para encastre sobre riel normalizado de 35 mm. Descargadores de sobreten-siones de la clase D para montar en los tomacorrientes modulares DELTA Schuko. Aparatos de protección según los requerimientos del esquema de zonas de protección contra descargas atmosféricas sobre la base de la compatibilidad electromag-nética, de acuerdo con la norma DIN El esquema de las zonas de protección contra descargas atmosféricas Un esquema de zonas de protección contra descargas atmosféricas orientado por la compatibilidad electromagnética Se comprobó que en las grandes instalaciones con numerosos equipos electrónicos ya no alcanzan las consideraciones clásicas de protección exterior e interior contra descargas atmosféricas según la norma DIN VDE Aquí resulta útil un concepto desarrollado recientemente que se basa en zonas de protección contra descargas atmosféricas con una orientación por la denomina zona 0A aquella en (por ejemplo, el hormigón compatibilidad electromagnética (EMC) según la norma IEC la que se produce la descarga armado del frente del edificio). directa del rayo y a partir de la Aquí sólo se tiene un campo (DIN VDE 0185, Parte cual se propagan los campos electromagnético amortiguado (típicamente 30 db). 103). electromagnéticos no amortiguados provocados por el En la zona 2 se protegen los Estas zonas en el interior y el exterior de un edificio quedan mismo. En la zona siguiente, aparatos terminales en forma delimitadas por medidas destinadas al blindaje, tal como la 0B, no se producen descargas directas, pero la misma un campo electromagnético centralizada. Aquí sólo queda las predeterminadas por frentes metálicos, estructuras esta saturada por fuertes muy amortiguado. campos electromagnéticos. Por último, la zona 3 es el armadas, carcasas metálicas, La zona de protección 1 se campo protegido en el interior etc. Las zonas de protección encuentra en el interior del de un equipo electrónico. Las contra descargas atmosféricas se clasifican con los edificio, inmediatamente después de la medida destinada conjunto con las medidas zonas de protección 1 3, en números del 0 al 3. Aquí se al blindaje de la pared exterior descriptas a continuación, IEC (VDE 0815, Parte 103). Protección contra sobretensiones como complemento de la protección integral de las instalaciones. aseguran un funcionamiento sin trastornos de las instalaciones electrónicas pese a un entorno electromagnético perturbado por la incidencia de un rayo. Coordinación energética de los descargadores El esquema de las zonas de protección contra descargas atmosféricas orientadas por la compatibilidad electromagnética determina, entre otros conceptos, los puntos de montaje de los descargado- 4/2 Siemens

3 Información general Descripción gar a tierra las ondas de choque, es la conexión de explosores gaseosos. Se puede realizar una comparación entre la coordinación energética de los descargadores pararrayos y de sobretensiones con la selectividad de los fusibles en las redes de fuerza motriz. Al igual que en el caso de la selectividad de los fusibles, los descargadores tienen que seleccionarse de forma tal que, de producirse una sobretensión, no se sobrecarguen las unidades de las zonas subsiguientes. así como los requerimiendeben satisfacer estos aparatos. Los descargadores pararrayos deben hacerse cargo de la mayor parte de la energía del rayo en la transición entre la zona de protección 0A y la 1, para que los descargadores de sobretensiones ubicados en las zonas siguientes puedan cumplir con sus funciones sin daños. Los descargadores pararrayos disponen de explosores que permiten amortiguar la onda de choque del rayo (10/350 µs) para obtener otra más débil (8/20 µs). Los explosores deben estar en condiciones de apagar con seguridad la corriente de red generada por el proceso de descarga. En la transición entre la zona de protección 1 y la 2 se debe descargar la onda de choque remanente y amortiguar las tensiones a valores admisibles para la instalación. El medio de protección adecuado para este nivel es un varistor de óxidos metálicos (resistencia dependiente de la tensión) que se caracteriza por una rápida reacción y tensiones residuales reducidas. La transición entre la zona de protección 2 y la 3 se debe diseñar, en especial, para satisfacer los requerimientos de los aparatos terminales. Los varistores limitan las sobretensiones entre el neutro y los conductores de fase, generadas por maniobras en la red y por inducción magnética. En este caso el procedimiento más conveniente para descar- Ordenamiento de las normas Medidas para protección contra descargas atmosféricas y sobretensiones según las normas vigentes Causa de la sobretensión: Medidas de protección descriptas en: Instalación de equipos de protección descriptos en: DIN V VDE V : DIN V ENV (Protección de edificios contra descargas atmosféricas Bases Generales) DIN VDE (Protección contra impulsos electromagnéticos generados por descargas atmosféricas Parte 1 Bases Generales) E DIN VDE 0100, Parte 443 (Construcción de instalaciones de fuerza motriz con tensiones nominales de hasta 1000 V, medidas de protección contra sobretensiones por influencias atmosféricas). Descargas directas de rayos x x x Descargas lejanas de rayos x x x Campos de descargas x x atmosféricas Operación de aparatos de maniobra x x Descripción de los requerimientos Descargador de la clase de requerimientos A B C D Aplicación en líneas aéreas de baja tensión Para nivelar el potencial de las descargas atmosféricas según las normas: DIN VDE VDE V DIN VDE Para la protección contra sobretensiones en instalaciones fijas, con preferencia en la categoría tensión de choque (sobretensión) III. Para la protección contra sobretensiones en instalaciones móviles / fijas, con preferencia en la categoría tensión de choque (sobretensión) II. Requerimientos que debe satisfacer el descargador según: Aplicación Nivel de protección Carga admisible No se requiere protección contra contacto directo. Ante una descarga directa podrán recibir una sobrecarga o quedar destruidos. La rigidez dieléctrica se mantiene, incluso ante influencias climáticas. Se requiere protección contra contacto directo. No se produce defecto ni riesgo de incendio cuando se aplica la carga admisible especificada. Se requiere protección contra contacto directo. No se produce defecto ni riesgo de incendio cuando se aplica la carga admisible especificada. Se requiere protección contra contacto directo. No se produce defecto ni riesgo de incendio cuando se aplica la carga admisible especificada. La norma IEC 99.1 (en consulta). La categoría de tensión de choque IV según la norma DIN VDE , La categoría de tensión de choque IV según la norma DIN VDE , La categoría de tensión de choque III según la norma DIN VDE , La norma E DIN VDE 0675, Parte 6, La categoría de tensión de choque II según la norma DIN VDE , La norma E DIN VDE 0675, Parte 6, La norma E DIN VDE 0675, Parte 6, (Isn = 5 ka (8/20)) (Iimp = 0,5 a 50 ka (10/350)) La norma E DIN VDE 0675, Parte 6, (Isn = 5 ka (8/20)) La norma E DIN VDE 0675, Parte 6, (Isn = 1,5 ka (8/20)) Siemens /3

4 Información general Descripción Combinación de descargadores pararrayos y de sobreten-siones (Principio) Cuándo se requiere una bobina de desacoplamiento? Cómo se utiliza la bobina de desacoplamiento? Asignación de descargadores al lugar de montaje en función de las categorías de sobretensiones definidas por las normas DIN VDE HA = Conexión domiciliaria Z = Medidor 4/4 Siemens

5 Descargador pararrayos 0 Datos de selección y pedido TE Código de Pedido Peso unitario kg Descargadores pararrayos, clase de requerimientos B Según la norma E DIN VDE 0675, partes 6/11.89, 6/A1/03.96 y 6/A2/ Para integrar las líneas de fuerza motriz en el equilibrado de potencial de protección contra descargas atmosféricas. Tensión de servicio asignada máxima: 255 V, 50 a 60 Hz Corriente de choque de la descarga atmosférica (10/350). Descargador pararrayos Descargador pararrayos, sin encapsular Unipolar 75 ka ,353 1 Descargador pararrayos N PE, sin encapsular Unipolar 100 ka 057 0,295 Descargador pararrayos, encapsulado Unipolar 50 ka 056 0,262 Descargador pararrayos N PE, encapsulado Unipolar 100 ka 060 0,261 Bobina de desacoplamiento Para la coordinación energética de descargadores pararrayos y de sobretensión con corriente de choque de la descarga atmosférica 10/350 µs. La inductividad concentrada reemplaza a la longitud que de otro modo requerirían los conductores de desacoplamiento entre los descargadores pararrayos y de sobretensión. Tensión asignada: 500 V, 50 Hz a 60 Hz Inductividad: 15 µh ± 20 % Intensidad asignada de la corriente: 35 A ,355 1 Intensidad asignada de la corriente: 63 A ,710 Accesorios de los 050 para asegurar las dimensiones de montaje requeridas: Sistema de cajas de material aislante para distribuidores 8HP, cajas de los tamaños constructivos 1 y 2 (Véase el Catálogo NS K, Técnica de Aparatos de Maniobra en Baja Tensión) Unidades por envase Siemens /5

6 Descargadores de sobretensiones 05 Datos de selección y pedido TE Código de Pedido Peso unitario kg Descargadores de sobretensiones, clase de requerimiento C Según la norma E DIN VDE 0675, partes 6/11.89, 6/A1/ y 6/A2/ Descargador de sobretensiones Elevada seguridad en la supervisión por dispositivo separador Control termodinámico con doble comprobación. Indicación roja de defectuoso en la ventanilla. Borne de conexión multifunción para conductores y barras. Tensión de servicio asignada máxima: 275 V CA / 350 V CC. Intensidad asignada de la corriente de choque descargada (8/20): 20 ka Unipolar ,125 1 Descargador de sobretensiones con señalización remota 1) Ejecución similar al 052, pero además con bornera tripolar para la conexión de la señalización remota. Al accionar el dispositivo de supervisión (Seccionamiento de la red del descargador defectuoso por sobrecarga) conmutan los contactos de señalización remota a traves de un inversor libre de potencial. Unipolar ,132 1 Descargador de sobretensiones enchufable Ejecución similar al 052, pero en dos partes, formado por elemento básico y módulo de protección enchufable. Unipolar ,134 1 Descargador de sobretensiones, enchufable con señalización remota 1) Ejecución similar al 054, pero además con bornera tripolar para la conexión de la señalización remota. Al accionar el dispositivo de supervisión (Seccionamiento de la red del descargador defectuoso por sobrecarga) conmutan los contactos de señalización remota a traves de un inversor libre de potencial. Unipolar ,138 1 Descargador de sobretensiones para conexión 3+1 en sistema TT En especial para aplicaciones en sistemas TT con conexión 3+1 según la norma DIN VDE V , , entre el neutro N y el conductor de protección PE/equilibrio de potencial con intensidad asignada de la corriente de choque descargada (10/350): 12 ka. Ejecución similar al 055, pero con intensidad asignada de la corriente de choque descargada (8/20): 20 ka ,117 1 Marca DEHN + Söhne Según la norma E DIN VDE 0675, Parte 6/ NHVA 280 Ejecución tipo fusible NH. Para bases portafusibles NH tamaño 00. Con indicación óptica de defectuoso. Tensión de servicio asignada máxima: 280 V CA/CC. Intensidad asignada de la corriente de choque descargada (8/20): 5 ka. Unipolar 005 0,140 1 Unidades por envase 1) Los descargadores 053 y 055 se podrán acoplar a los buses instabus EIB, AS-i o PROFIBUS. 4/6 Siemens

7 Datos Accesorios técnicos Descargadores de sobretensiones 05 TE Código de Pedido Peso unitario Unidades por envase kg Borne de paso Para simplificar el cableado de las diferentes variantes de conexiones (Véase el ejemplo de la página... 4/12) Unipolar ,120 1 Módulo enchufable para descargadores de sobretensiones Unipolar ,049 1 Barra colectora para descargadores pararrayos 8 polos, monofásico 063 0,039 1 Barra colectora para descargadores de sobretensiones 4 polos, monofásico 062 0,020 1 Datos de selección y pedido Descargadores de sobretensiones 00 y 01 Código de Pedido Peso unitario kg Descargadores de sobretensiones, clase de requerimientos D Marca DEHN + Söhne Según la norma E DIN VDE 0675, partes 6/11.89 y 6/A1, Protector S Adaptador de tomacorriente para protección de equipos electrónicos Enchufable en tomacorriente <SCHUKO>. Con indicación / supervisión óptica. Intensidad asignada de la corriente: 16 A. Tensión asignada: 230 V / 50 Hz. Intensidad asignada de la corriente de choque descargada: 2,5 ka 011 0,159 1 Protector SF Igual que el Protector S, 011 y además, con filtro de red contra tensiones perturbadoras de alta frecuencia. Intensidad asignada de la corriente: 4 A ,195 1 Unidades por envase Tomacorriente <SCHUKO> Siemens con protección contra sobretensiones 5UB1.../5UH1... Con campo para rotular e indicaciones funcionales Para integrar en los programas de interruptores y tomacorrientes DELTA. Datos Técnicos, véase la página... (4/8) Otras informaciones, véase el Catálogo I 2.4, Programas DELTA Siemens /7

8 Descargadores pararrayos y de sobretensiones Datos técnicos Ejecución Descargadores pararrayos Descargadores de sobretensiones Nº de Pedido 050 Probado según la norma E DIN VDE 0675, partes 6/11.89, 6/A1/03.96 y 6/A2/ Clase de requerimientos B C Tensión asignada del descargador U c (Tensión de servicio máxima admisible) 255 V/50 Hz 275 V/50 Hz Tensión nominal 230 V/50 Hz Apagado de la corriente de seguimiento con U c 4 ka eff 3 ka eff 100 A eff 100 A eff A eff Capacidad de descarga Unipolar (10/350) I imp 75 ka 50 ka 100 ka 100 ka - 12 ka Unipolar (8/20) I sn - 15 ka 20 ka Unipolar (8/20)) I snmax ka - Nivel de protección U p 3,5 kv 4 kv 4 kv 4 kv 1 kv 1,5 kv Tiempo de reacción t A 100 ns 25 ns 100 ns Fusible máximo conectado delante de los descargadores, salvo que la red ya tenga previstos otros. 250 A gl/gg 160 A gl/gg A gl/gg - Resistencia al cortocircuito - 50 ka/50 Hz - con el fusible máximo conectado delante. Sección mínima de los conductores 10 mm 2 1-/flexible 1,5 mm 2 1-/flexible de conexión Sección máxima de los conductores 50 mm 2 multifilar/35 mm 2 flexible 35 mm 2 multifilar/25 mm 2 flexible de conexión Rango de temperatura (-40 C a +80 C) Clase de protección IP 20 Montaje Sobre riel normalizado de 35 mm según la norma EN Dimensiones de montaje 2 TE 1 TE según la norma DIN Intensidad asignada de la - corriente I n Inductividad asignada L n - Resistencia con corriente - continua R cu Indicación óptica de unidad no si no funcional / defectuosa Indicación remota no no si no si no Los datos técnicos de los descargadores de sobretensión 005/007/011 se suministran a pedido /8 Siemens

9 Datos técnicos Protección pararrayos y de sobretensiones Descargadores pararrayos y de sobretensiones Ejecución Tomacorriente con protección Bobina de desacoplamiento Borne de paso contra sobretensiones Nº de Pedido 5UB UH1... Probado según la norma E DIN VDE 0675, partes 6/11.89, 6/A1/03.96 y 6/A2/ Clase de requerimientos D - Tensión asignada del 255 V/50 Hz - descargador U c (Tensión de servicio máxima admisible) Tensión nominal 230 V/50 Hz 500 V/50 Hz Capacidad de descarga Unipolar (8/20) I sn 3 ka L(N) PE, L N - 5 ka L+N PE Nivel de protección U p 1,25 kv/ - 1,5 kv Tiempo de reacción t A 25 ns L N ns L(N) PE Fusible máximo conectado delante de los descargadores, 16 A gl/gg oder C 16 A 35 A gl/gg 63 A gl/gg 100 A gl/gg 250 A gl/gg 1) salvo que la red ya tenga previstos otros. Resistencia al cortocircuito - 50 ka/50 Hz con el fusible máximo conectado delante. Sección mínima de los conductores de conexión 0,75 mm 2 1,5 mm 2 1-/flexible 10 mm 2 1-/flexible 1,5 mm 2 1-/flexible Sección máxima de los conductores de conexión 2,5 mm 2 35 mm 2 multifilar/ 25 mm 2 flexible 50 mm 2 multifilar/ 35 mm 2 flexible 35 mm 2 multifilar/ 25 mm 2 flexible Rango de temperatura (-25 C a +40 C) (-40 C a +40 C) Clase de protección IP 20 Montaje Empotrado vease descargador Dimensiones de montaje - 2 TE 4 TE 1 TE según la norma DIN Intensidad asignada de la corriente - 35 A 63 A 100 A I n Inductividad asignada L n - 15 µh - ± 20 % Resistencia con corriente continua - aprox. 4 mω aprox. 2mΩ - R cu Indicación óptica de unidad si no funcional / defectuosa Indicación remota no Los datos técnicos de los descargadores de sobretensión 005/007/011 se suministran a pedido 1) Para aplicaciones sólo como descargador, sin corriente de servicio. Siemens /9

10 Descargadores pararrayos y de sobretensiones Circuitos Descargadores en un sistema TN Descargadores en un sistema TT (Circuito 3+1) Para el empleo de dispositivos de protección diferencial, véase el Capítulo... (2). Nota: Sólo se requieren los fusibles conectados delante de los descargadores (F2, F3), cuando la intensidad de la corriente asignada de los fusibles de la instalación (F1) supera la máxima indicada en la tabla de Datos Técnicos. 4/10 Siemens

11 Ejemplos de aplicación: Protección pararrayos y de sobretensiones Descargadores pararrayos y de sobretensiones Descargadores pararrayos de la clase de requerimientos B Sistema TN Sistema TN-(S) Descargadores pararrayos 056 Descargadores pararrayos 056 Barra colectora 063 (Cortar a una longitud de 6 polos) Barra colectora 063 Sistema TT Descargadores pararrayos 056 Borne de paso 065 Descargadores pararrayos N-PE 060 Barra colectora 062 (Cortar a una longitud de 2 polos) Barra colectora 063 Indicaciones de montaje para 050 y 057 Distancias de protección a las partes sin aislar bajo tensión Siemens /11

12 Descargadores pararrayos y de sobretensiones Ejemplos de aplicación: Descargadores pararrayos de la clase de requerimientos C Sistema TN Sistema TT Señalización de fallas Descargadores de sobretensiones 055 Barra colectora 062 Señalización de fallas Descargadores de sobretensiones N-PE 058 Borne de paso Descargadores de sobretensiones 055 Barra colectora 063 (Cortar a una longitud de 5 polos) Sistema TN Sistema TN Tablero de distribución principal con un tablero de distribución secundario conectado Circuitos de consumidores Descargadores pararrayos 056 Borne de paso 065 Interruptores termomagnéticos, por ejemplo, 5SX Barras colectoras trifásicas Bobina de desacoplamiento 051 Descargadores de sobretensiones 055 Barras colectoras monofásicas 4/12 Siemens

13 Dimensiones: Descargadores pararrayos Protección pararrayos y de sobretensiones Descargadores de sobretensiones Descargadores pararrayos y de sobretensiones Altura de las barras colectoras Módulo enchufable Bobinas de desacoplamiento Borne de paso 065 Siemens /13

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