PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES

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Mario Quiroga Miranda
hace 5 años
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1 PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES

2 TIPOS DE SOBRETENSIONES Transitorias (muy corta duración ) Descargas atmosféricas - rayos (µs) Maniobras de conexión/desconexión de circuitos (ms). Descargas electrostáticas (ns) A frecuencia industrial (mayor duración) Defectos a tierra en alta tensión (s) Perdida de neutro en sistemas desequilibrados (s-h) Cortocircuitos fase-neutro en redes de distribución (s-h). Ferroresonancia. Otros fallos.

3 Descargas atmosféricas. Rayos IMPULSO TIPO RAYO NORMALIZADO

4 Descargas atmosféricas. Rayos Directas Indirectas (Cercanos o a cierta distancia) Sobre fase (sobretensión conducida) A tierra Elevación del potencial de tierra Inducción de tensiones en bucles

5 Maniobras conexión/desconexión de circuitos ENERGIZACIÓN DE LINEA EN VACIO 300 km, Zc=350 O, Un=400 Kv, Red 5000 MVA

6 Maniobras conexión/desconexión de circuitos APERTURA DEL INTERRUPTOR II. TENSION V2

7 Maniobras conexión/desconexión de circuitos APERTURA DEL INTERRUPTOR II. TENSION V2

8 Descargas electrostáticas EQUIVALENTE A LA DESCARGA DE UN CONDENSADOR C= Pf, cargado entre 2 Y15 kv

9 Defectos a tierra en alta tensión ITC MIE-RAT 13 Máximas tensiones de paso y contacto admisibles K = 72 y n = 1 t< 0,9 segundos. K = 78,5 y n = 0,18 0,9 < t < segundos. t = duración de la falta en segundos.

10 Defectos a tierra en alta tensión U 2 =U 0 +R E x I E

11 Perdida de neutro Sistemas desequilibrados L1 L1 UL1-L2 L2 L2 L3 N UL3-L1 UL2-N UL1-N UL3-N UL2-L3 L3

12 Redes de distribución Cortocircuitos fase-neutro L1 ZL L1C L1=L1C UL1-L2 L2= L2C NT L2 L3 L2C L3C N UL3-L1 NT UL2-L3 UN-NT ZN UL1C-N UL1C-N N=L3C L3 UL3-L3c Se desprecia la caída de tensión en ZL de las líneas L1 y L2

13 Redes de distribución Defectos a tierra en BT NT L1 L2 L3 ZL L1C L2C L3C N UL1C-T=UL1C-UL3C UL2C-T=UL2C-UL3C ZN

14 Conexión de condensadores y bobinas no lineales. Neutro aislado, disparo unipolar, fusión de un fusible. Transformadores en vacío o fuentes de pequeña potencia Ferroresonancia

15 SOBRETENSIONES RESUMEN Sobretensión fase-tierra, o neutro-tierra. Modo común. Afecta al aislamiento fase-tierra o neutro-tierra: Descargas atmosféricas sobre fase o a tierra. Descargas electrostáticas. Defectos a tierra en alta tensión. Defectos a tierra en baja tensión. Ferroresonancia Sobretensión fase-fase, o fase-neutro. Modo diferencial. Afecta al funcionamiento de los receptores. Sobretensiones de maniobra. Ferroresonancia. Pérdida de neutro en BT en sistemas desequilibrados. Cortocircuitos fase-neutro en baja tensión.

16 SOBRETENSIONES NORMAS Y REGLAMENTOS. (I) REBT ITC-BT 23(I). UNE :1998. Coordinación de aislamiento de los equipos en las redes de baja tensión. Parte 1: Principios, especificaciones y ensayos. EN Componentes para dispositivos de protección contra sobretensiones de baja tensión. Parte 311: Especificación para tubos de descarga en gas (TDG). EN Componentes para. Parte 321: Especificación para diodos de avalancha (ABD). EN Componentes para. Parte 331: Especificación para varistancias de óxido metálico (MOV) EN Componentes para. Parte 341: Especificaciones para pararrayos con tiristores. CEI VARIAS PARTES UNE EN VARIAS PARTES

17 SOBRETENSIONES REBT ITC-BT 23(I) De aplicación a: Sobretensiones por descargas atmosféricas (no directas). Sobretensiones de maniobra. Sobretensiones por defectos Su incidencia depende de: La coordinación del aislamiento de los equipos Las características de los dispositivos de protección, su instalación y su ubicación. La existencia de una adecuada red de tierras.

18 SOBRETENSIONES REBT ITC-BT 23(II) Tabla 1. Categorías de sobretensiones (tensiones que soportan los equipos de cada categoría): TENSIÓN NOMINAL DE LA INSTALACIÓN (V) TENSIÓN SOPORTADA A IMPULSOS 1,2/50 (kv) SISTEMAS TRIFÁSICOS SISTEMAS MONOFASICOS CATEGORIA IV CATEGORIA III CATEGORIA II CATEGORIA I 230/ ,5 1,5 400/ , EJEMPLOS Contadores, Tele medida, Protección de Sobreintens. Armarios, embarradosa paramenta canalizac. motores Electrodom. herramientas portátiles y otros equipos similares. ordenadores, equipos electrónicos muy sensibles,

19 SOBRETENSIONES REBT ITC-BT 23(III) Situación natural: Instalación alimentada por una red subterránea en su totalidad. (Una línea aérea constituida por conductores aislados con pantalla metálica unida a tierra en sus dos extremos, se considera equivalente a una línea subterránea). Se considera suficiente la resistencia a las sobretensiones de los equipos que se indica en la Tabla 1 y no se requiere ninguna protección suplementaria contra las sobretensiones transitorias. Situación controlada: Instalación alimentada total o parcialmente por línea aérea con conductores desnudos o aislados. Se considera necesaria una protección contra sobretensiones de origen atmosférico en el origen de la instalación.

20 SOBRETENSIONES REBT ITC-BT 23(IV) Criterios de protección 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, logrando de esta forma un nivel de tensión residual no peligroso para los equipos y una capacidad de derivación de energía que prolonga la vida y efectividad de los dispositivos de protección.

21 SOBRETENSIONES REBT ITC-BT 23(V) Criterios de protección (situación controlada) En redes TT o IT, los descargadores se conectarán entre cada uno de los conductores, incluyendo el neutro o compensador y la tierra de la instalación. En redes TN-S, los descargadores se conectarán entre cada uno de los conductores de fase y el conductor de protección. En redes TN-C, los descargadores se conectarán entre cada uno de los conductores de fase y el neutro o compensador. No obstante se permiten otras formas de conexión, siempre que se demuestre su eficacia.!para la protección contra sobretensiones en modo diferencial es necesaria también la conexión fase fase y/o fase - neutro.!

22 SOBRETENSIONES Normas. (I) Es recomendable instalar protección contra sobretensiones en el punto de alimentación de cualquier instalación (tanto en situación natural como controlada). Dicha protección debería limitar las sobretensiones a las admisibles por los equipos de categoria II. Si existen equipos de categoría I o incluso con tensiones admisibles inferiores, y son equipos de importancia (por su función o su precio) deberían instalarse equipos en cascada adecuados para que no sufran daños.

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