Sobretensiones. Ficha TÉCNICA 4. Preguntas frecuentes. Instalaciones eléctricas. 1. Qué son? 2. Tipología

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1 Sobretensiones FICHA TÉCNICA 4 Ficha TÉCNICA 4. Preguntas frecuentes. Instalaciones eléctricas SOBRETENSIONES Tienes dudas? Departamento Electricidad electricidad@ asefosam.com Consultas técnicas: Javier Espinosa javier.espinosa@ asefosam.com Responsable Dpto: Charo Pinilla charo.pinilla@ asefosam.com 1. Qué son? Las sobretensiones son subidas de tensión en la red eléctrica, las cuales causan desperfectos en los equipos de nuestra vivienda o local. En algunos casos destruyen los equipos de manera inmediata y en otras ocasiones los van deteriorando progresivamente, disminuyendo su vida útil. 2. Tipología FICHA TÉCNICA 4. Consultas electricidad SOBRETENSIONES. (pág. 1)

2 2. Tipología Temporales/ Permanentes Además Las sobretensiones temporales (permanentes) son aumentos de tensión de centenas de voltios superior al 10 % de la tensión nominal durante un período de tiempo indeterminado debido a la descompensación de las fases normalmente causada por la rotura del neutro. La rotura de neutro provoca una descompensación en las tensiones simples, lo que produce en los receptores reducción de vida útil, destrucción inmediata e incluso incendios. En la protección contra sobretensiones temporales (permanentes), es necesario desconectar la instalación de la red eléctrica para evitar que llegue la sobretensión a los equipos. El uso de protectores es indispensable en áreas donde se dan fluctuaciones de valor de tensión de la red. Transitorias/ de origen atmosférico Son picos de tensión muy elevados y de muy corta duración que pueden llegar a dañar los equipos conectados a la instalación eléctrica. Fundamentalmente, se producen como consecuencia de descargas atmosféricas y conmutaciones. El protector de este tipo de sobretensión actúa como un conmutador controlado por tensión. Cuando el valor de la tensión es inferior al valor de la tensión de cebado, el protector actúa como un elemento de resistencia infinita y cuando el valor de la tensión es superior a la de cebado durante un periodo de microsegundos, el protector actúa como un elemento de resistencia cero. Al estar conectado en paralelo a la instalación, gracias a su baja impedancia, la sobretensión es derivada a tierra por el protector (el camino más fácil), evitando así que pase por los receptores y que los destruya. En este caso se pueden presentar dos situaciones diferentes en cuanto a la necesidad o no de protecciones contra las sobretensiones transitorias: 1. Cuando se prevé un bajo riesgo de sobretensiones en una instalación (debido a que está alimentada por una red subterránea en su totalidad) se considera suficiente la resistencia a las sobretensiones de los quipos que se indica en la tabla 1 y no se requiere ninguna protección suplementaria contra las sobretensiones transitorias. Una línea aérea constituida por conductores aislados con pantallas metálica unida a tierra en sus dos extremos, se considera equivalente a una línea subterránea. 2. Situación natural: cuando NO es precisa Situación controlada: cuando SI es precisa Cuando una instalación se alimenta por, o incluye, una línea aérea con conductores desnudos o aislados, se considera necesaria una protección contra sobretensiones de origen atmosférico en el origen de la instalación. También se considera situación controlada aquella situación natural en que es conveniente incluir dispositivos de protección para una mayor seguridad (por ejemplo, continuidad de servicios, valor económico de los equipos, pérdidas irreparables, etc.).

3 3. Categorías de sobretensiones La reducción de las sobretensiones de entrada a valores inferiores a los indicados en cada categoría se consigue con una estrategia de protección en cascada que integra tres niveles de protección: basta, media y fina.. Las categorías 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. I. Se aplica a los equipos muy sensibles a las sobretensiones y que están destinados a ser conectados a la instalación eléctrica fija. Ejemplo: ordenadores, equipos electrónicos muy sensibles, etc. II. Se aplica a los equipos destinados a conectarse a una instalación eléctrica fija. Ejemplo: electrodomésticos, herramientas portátiles y equipos similares III. Se aplica a los equipos y materiales que forman parte de la instalación eléctrica fija y a otros equipos para los cuales se requiere un alto nivel de fiabilidad. Ejemplo: armarios de distribución, embarrados, aparamenta (interruptores, seccionadores, tomas de corriente) canalizaciones y sus accesorios (cables, cajas de derivación) motores con conexión eléctrica fija (ascensores, maquinas industriales), etc. IV. Se aplica a los equipos y materiales que se conectan en el origen o muy próximos al origen de la instalación, aguas arriba del cuadro de distribución. Ejemplo: contadores de energía, aparatos de telemedida, equipos principales de protección contra sobreintensidades, etc. TENSIÓN NOMINAL DE LA INSTALACIÓN SISTEMAS TRIFÁSICOS SISTEMAS MONOFÁSICOS TENSIÓN SOPORTADA A IMPULSOS 1,2/50 (KV) CATEGORÍA IV CATEGORÍA III CATEGORÍA II CATEGORÍA I 230/ ,5 1,5 400/ , En la tabla 1 se distinguen 4 categorías diferentes, indicando en cada caso el nivel de tensión soportada a impulsos, en KV, según la tensión nominal de la instalación.

4 1. 4. Normativa que aplica R.E.B.T. R.D 842/2002 Artículo 16.3 ITC BT 23 Articulo 16 Instalaciones interiores o receptoras 16.3 Los sistemas de protección para las instalaciones interiores o receptoras para baja tensión impedirán los efectos de las sobreintensidades y sobretensiones que por distintas causas cabe prever en las mismas y resguardarán a sus materiales y equipos de las acciones y efectos de los agentes externos. 2. Código Técnico Edificación SECCIÓN SUA8 Seguridad frente al riesgo causado por la acción del rayo 3. Otras normas 1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN La protección de las instalaciones eléctricas interiores contra las sobretensiones transitorias que se transmiten por las redes de distribución y que se originan, fundamentalmente, como consecuencia de las descargas atmosféricas, conmutaciones de redes y defectos en las mismas. En esta ITC-BT 23 no se hace referencia ni a sobretensiones permanentes ni a sobretensiones transitorias en instalaciones que posean pararrayos, pero para dar cumplimiento del artículo 16.3 del REBT RD 842/2002 para realizar una protección completa de la instalación estas otras situaciones también deben ser protegidas. Adicionalmente existen normas particulares de empresas suministradoras y nomas autonómicas de otras comunidades que están exigiendo este tipo de protecciones. Disposiciones mínimas de seguridad y salud para la utilización por los trabajadores de las instalaciones y equipos de trabajo. R.D. 1215/97. Anexo II, punto 12: Cualquier instalación o maquinaria utilizada para el trabajo, y que puedan ser alcanzadas por los rayos, deberán estar protegidas contra sus efectos por dispositivos o medidas adecuadas. 5. Qué instalaciones se deben proteger? En la Guía ITC-BT 23 se indica en qué casos es obligatoria o recomendable la instalación de protección contrasobretensiones.

5 Es obligatorio proteger la instalación TABLA A Situaciones en las que es obligatorio el uso de dispositivos de protección contra sobretensiones transitorias, sea cual sea el sistema de alimentación. Situaciones Línea de alimentación de baja tensión total o parcialmente aérea o cuando la instalación incluye líneas aéreas Riesgo de fallo afectando la vida humana Riesgo de fallo afectando la vida de los animales Riesgo de fallo afectando los servicios públicos Riesgo de fallo afectando actividades agrícolas o industriales no interrumpibles Riesgo de fallo afectando las instalaciones y equipos de los locales de pública concurrencia que tengan servicios de seguridad no autónomos Instalaciones en edificios con sistemas de protección externa contra descargas atmosféricas o contra rayos tales como: Pararrayos, puntas franklin, jaulas de Faraday instalados en el mismo edificio o en un radio menor de 50 m. Es recomendable proteger la instalación Situaciones Viviendas (cuando no sea obligatorio según los casos anteriores) Instalaciones en zonas con más de 20 días de tormenta al año (Madrid) Ejemplos Todas las instalaciones ya sean industriales, terciarias, viviendas, etc. Los servicios de seguridad, centros de emergencias, equipo médico en hospitales Las explotaciones ganaderas, piscifactorías, etc. La pérdida de servicios para el público, centros informáticos, sistemas de telecomunicaciones Industrias con hornos o en general procesos industriales continuos no interrumpibles Sistemas de alumbrado de emergencia no autónomos Todas las instalaciones ya sean industriales, terciarias, viviendas, etc. TABLA B Situaciones en las que es recomendable el uso de dispositivos de protección contra sobretensiones transitorias Ejemplos - con sistemas domóticos (ITC-BT-51) - con sistemas de telecomunicaciones en azotea Todas las instalaciones, ya sean industriales, terciarias, viviendas, etc. FICHA TÉCNICA 4. Consultas electricidad SOBRETENSIONES. (pág. 5)

6 Equipos especialmente sensibles y costosos Riesgo de fallo afectando las instalaciones y equipos de los locales de pública concurrencia que no sean servicios de seguridad Actividades industriales y comerciales no incluidas en la tabla A Pantallas de plasma, ordenadores, etc. Los locales incluidos en la ITC-BT-28 A. 6. Selección de los materiales Los equipos y materiales deben escogerse de manera que su tensión soportada a impulsos no sea inferior a la tensión soportada prescrita en la tabla 1, según su categoría. Selección del tipo de dispositivos de protección contra sobretensiones transitorias. Los dispositivos de protección contra sobretensiones transitorias deben garantizar la protección contra sobretensiones de origen atmosférico, debidas a conmutaciones, etc., que se produzcan en la instalación. Según la norma UNE-EN existen 3 tipos de protectores de sobretensión transitoria denominados: Tipo 1, Tipo 2 y Tipo 3. Los parámetros más significativos para cada uno de estos tipos son: Capacidad de absorción de energía Rapidez de respuesta Origen de la sobretensión Tipo 1 Tipo 2 Tipo 3 Muy alta- Alta Media- Alta Baja Baja- Media Media- Alta Muy alta Impacto directo del rayo Sobretensiones de origen atmosférico y conmutaciones, conducidas o inducidas El OBJETIVO a conseguir es que la actuación del dispositivo de protección reduzca la sobretensión transitoria a un valor de tensión inferior a la soportada por el equipo protegido. FICHA TÉCNICA 4. Consultas electricidad SOBRETENSIONES. (pág. 6)

7 Tipos de protectores de sobretensiones transitorias PROTECTORES TIPO I PROTECTORES TIPO II PROTECTORES TIPO III Protectores con capacidad para derivar a tierra corrientes altas en curva 10/350 μs. Nivel de protección (Up) alto. Estos protectores deberán ser montados a la entrada ya que su nivel de protección es únicamente compatible con la conexión de entrada instalada o con la de los equipos de dicha instalación. Los protectores Tipo 1 son necesarios cuando es de esperar una descarga directa de rayo, por ejemplo: Protección de viviendas rurales con sistema de protección externa. Protección de industrias con sistemas de protección externa. Hospitales, edificios públicos o de patrimonio cultural, etc. con distancia inferior a 50 m. de una instalación con protección externa. Protectores con capacidad para derivar a tierra corrientes altas en curva 8/20 μs. Nivel de protección (Up) medio. Son los más ampliamente utilizados porque ofrecen un nivel de protección compatible con la mayoría de equipos que se conectan a la red de alimentación. Su uso es adecuado como protección media cuando se tengan instalados protectores de Tipo 1 como primer escalón en viviendas, comercios,... Los protectores Tipo 2 deben instalarse siempre aguas abajo de los protectores Tipo 1 en todas las instalaciones con protección externa, en el cuadro de baja tensión. Su instalación en cabecera será suficiente cuando no exista protección externa. Protectores con capacidad para derivar a tierra corrientes medias en curva 8/20 μs. Nivel de protección (Up) bajo. Deben instalarse para la protección de equipos sensibles tanto en el caso de viviendas como de industria, o en equipos que estén a un distancia superior a 20 m de donde esté instalado el protector de Tipo 2. Deberá ser precedido en la instalación por un protector Tipo 2. Además Cuando el edificio disponga de sistemas de protección externa contra el rayo (pararrayos, puntas franklin, jaulas de Faraday) además será necesario instalar en el origen de la instalación (antes de los contadores), un dispositivo de protección de Tipo 1 FICHA TÉCNICA 4. Consultas electricidad SOBRETENSIONES. (pág. 7)

8 FICHA TÉCNICA 4. Consultas electricidad SOBRETENSIONES. (pág. 8) Ejemplo de instalación que incluye los tres tipos de dispositivos de protección contra sobretensiones transitorias. B. Selección del tipo de dispositivos de protección contra sobretensiones transitorias. Para la correcta selección de los dispositivos de protección contra sobretensiones transitorias se debe tener en cuenta varios factores, tales como: - Nivel de protección o tensión limitada, en función de la categoría de los equipos a proteger. - Tensión máxima de servicio permanente. - Intensidad nominal de descarga e intensidad máxima de descarga, en función de las intensidades de descarga previstas. C. Coordinación entre los dispositivos de protección contra sobretensiones transitorias Para garantizar la coordinación adecuada entre dispositivos se seguirán las recomendaciones del fabricante.

9 D. Conexión a tierra de los dispositivos de protección contra sobretensiones transitorias. Para el correcto funcionamiento de los dispositivos de protección será necesario que el conductor que une el dispositivo con la instalación de tierra del edificio tenga una sección mínima de cobre, en toda su longitud, según la siguiente tabla: Tipo de dispositivo Sección mínima del conductor (mm2) Conexión entre el dispositivo y Tipo 1 16 El borne principal de tierra o punto de puesta a tierra del edificio Tipo 2 4 El borne de entrada de tierra de la instalación interior Tipo 3 2,5 o lo especificado por el fabricante Un borne de tierra de la instalación interior E. Selección del tipo de los dispositivos de protección contra sobretensiones temporales /permanentes. Los dispositivos de protección contra sobretensiones temporales (en inglés con siglas POP) están destinados a mitigar los efectos debidos a las sobretensiones a frecuencia industrial en los equipos instalados aguas debajo de él. La protección se realiza mediante la desconexión de la instalación por la actuación de un elemento de corte principal, integrado o compatible con el POP, cuando se detecta una sobretensión entre fase y neutro. Normalmente, las sobretensiones temporales están provocadas por sucesos difíciles de prevenir, tales como las debidas a la rotura o desconexión del neutro, o a fallos en distintos puntos de la red eléctrica. Por esta razón, es necesario que las instalaciones interiores o receptoras dispongan de dispositivos de protección contra sobretensiones temporales. Para entornos residenciales y análogos los dispositivos deben ser conformes con la norma UNE-EN Dado que no existe norma de estos dispositivos para otros usos que no sean los de entornos residenciales y análogos las recomendaciones se entienda que solo aplican a estos casos. Debido a que la actuación de estos dispositivos causa la interrupción de la alimentación, no deben utilizarse en aquellas instalaciones en las que se deba garantizar la continuidad de servicio. NOTA. Para la conexión de estos equipos de protección se deben seguir las indicaciones del fabricante. FICHA TÉCNICA 4. Consultas electricidad SOBRETENSIONES. (pág. 9)