Protecciones Rayos y Sobretensiones

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Protección integral contra el rayo y las sobretensiones BIENVENIDO AL SEMINARIO:

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Page 1: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Protección integral contra el rayo y las sobretensiones

BIENVENIDO AL SEMINARIO:

Page 2: Protecciones Rayos y Sobretensiones

• Quiénes somos • Problemática del rayo y las sobretensiones• Por qué proteger?• Explicación de la técnica para poder dimensionar la protección:

• Protección externa (contra el rayo)• Protección interna (contra sobretensiones)

Índice

Page 3: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Liderazgo en innovación y soluciones globales contr a el rayo y las sobretensiones

QUIÉNES SOMOS

Sede CENTRAL situada en Terrassa, a 40 km de Barcelona, disponiendo de más de 6.000 m2 entre oficinas , laboratorio y centro de producción .

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CORPORATIVO

CPT LAB

Conjunto de laboratorios de ensayos que permiten investigar y ensayar todos los parámetros que caracterizan los equipos destinados a la protección contra sobretensiones, así como la generación de impulsos tipo rayo en tiempo real.

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CORPORATIVO

CPT LAB

CPT LAB garantiza la calidad de nuestros productos

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CORPORATIVO

CALIDAD

Todas las gamas de producto están diseñadas y fabricadas siguiendo normativas internacionales como IEC, EN , NFC, VDE, UL IEEI, IRAM , y siempre bajo el estándar de calidad ISO 9001. Cirprotec estácertificada por ENAC y UKAS, según ISO 9001 (2000).

Page 7: Protecciones Rayos y Sobretensiones

• Quiénes somos • Problemática del rayo y las sobretensiones

• Qué es el rayo?• Método de protección (SPCR)• Sobretensiones transitorias y permanentes

• Por qué proteger?• Explicación de la técnica para poder dimensionar la protección:

• Protección externa (contra el rayo)• Protección interna (contra sobretensiones)

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Durante la formación del cumulunimbus, la ionización va en aumento, y se crea una diferencia de potencial entre nube y tierra, generando pequeñas cargas.

A medida que el campo eléctrico va aumentando, el trazador descendente va rompiendo el campo dieléctrico del aire.

Al final, consigue romper las capas del campo dieléctrico del aire e impacta con el trazador ascendente de la superficie.

• Hasta 200 kA

• Intensidad media de descarga: 5kA

• 60% rayos < 20kA

• 85% rayos < 35kA.

EL FENÓMENO

Page 9: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Para garantizar una correcta protección contra el rayo y las sobretensiones , es necesario un sistema compuesto por lo siguiente:

Sistema externo: Pararrayos o similar, se encarga de captar al rayo.

Sistema interno: Se encarga de limitar la sobretensión de las líneas.

Sistema de tierras: Mediante el cual se deriva la energía del rayo o la sobretensión evitando el paso por otras vías no deseadas.

Cada uno de estos pasos es esencial para la protección, la falta o el mal estado de uno sólo de estos puntos puede significar la no protección.

MÉTODO DE PROTECCIÓN (SPCR)

Page 10: Protecciones Rayos y Sobretensiones

SOBRETENSIONES TRANSITORIAS Y PERMANENTES

TRANSITORIAS

Inducciones

Conducciones

PERMANENTES

Anomalías en la red

Page 11: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Gran valor de sobretensión (del orden de

kV)

Corta duración

(µs)

Derivación a tierra y

equipotencia-lización

Cables metálicos:

red eléctrica,

datos, coaxiales…

I

t

Impulso tipo rayo < 100 µs

Conmutaciones en red eléctrica < 1ms

Valor Sobretensión

TiempoModo de

protecciónLíneas

Valor de decenas hasta

400V

Larga duración

Interrupción del servicio.

Red eléctrica

a b c

(a) (b) (c) Sobretensión Tensión normal Infratensión

Sobretensiones pemanentes

Transitorias

Permanentes

SOBRETENSIONES TRANSITORIAS Y PERMANENTES

Page 12: Protecciones Rayos y Sobretensiones

• Quiénes somos • Problemática del rayo y las sobretensiones• Por qué proteger?

• Solución óptima• Proyectista más especializado• Normativa

• Explicación de la técnica para poder dimensionar la protección:

• Protección externa (contra el rayo)• Protección interna (contra sobretensiones)

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SOLUCIÓ ÓPTIMA : Sin este tipo de protección, las personas y bienes tienen riesgo de sufrir impactos directos de rayo y/o de recibir sobretensiones, por lo que la protección proyectada sería insuficiente e ineficaz. Además aumenta la eficiencia energética gracias a que asegura la continuidad de servicio.

PROYECTISTA ESPECIALIZADO : Un proyecto que incluya esta protección ofreceráuna solución más completa y más profesional, por lo que será más competitivo en el mercado.

NORMATIVA

POR QUÉ PROTEGER?

Por qué proyectar protección contra el rayo y las so bretensiones?

Page 14: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Código técnico de Edificación, artículo SU8

REBT2002, Artículo 16.3 e ITC23

Normativas particulares avaladas por las comunidades autónomas

NORMATIVA

NORMATIVA

Page 15: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Exigencia Básica SU8Seguridad frente al riesgo causado por la acción del rayo

“Se limitará el riesgo de electrocución y de incendio causado por la acción del rayo, mediante instalaciones adecuadas de protección contra el rayo”

Cuando se debe aplicar este artículo?

Qué obliga y en qué situaciones?

NORMATIVA. CTE

Page 16: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Obras de edificaciones de nueva construcción

Obras de ampliación, modificación, reforma o rehabilitación

Cambio de actividad o uso del edificio existente

NORMATIVA. CTE

Cuando se debe aplicar este artículo?

Page 17: Protecciones Rayos y Sobretensiones

El código técnico de edificación, basándose en la norma UNE 21186 cita que, Un sistema de protección externo contra el rayo esta compuesto por:

Sistema externo : Con objeto de captar de forma controlada el impacto del rayo dentro del volumen a proteger, y derivar mediante el conductor de bajada la corriente, a la instalación de puesta a tierra.

Está formado por: • Dispositivos captadores• Derivadores o conductores de bajada

Sistema interno : dispositivos que reducen los efectos eléctricos y magnéticos de la corriente de la descarga atmosférica dentro del espacio a proteger.

Red de tierra : será la adecuada para dispersar en el terreno la corriente de las descargas atmosféricas.

NORMATIVA. CTE

Composición de un SPCR

Page 18: Protecciones Rayos y Sobretensiones

En los edificios en los que se manipulen sustancias tóxicas, radioactivas, altamente inflamables o explosivas.

En los edificios cuya altura es superior a 43 m.

Siempre que la frecuencia esperada de impactos (Ne) sea mayor que el riesgo admisible (Na).

NORMATIVA. CTE

¿Cuándo es obligatorio instalar un pararrayos?

Page 19: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Para calcular si es necesaria la protección, se ha de calcular y comparar:

Frecuencia esperada de impactos (Ne)

Riesgo admisible (Na).

www.cirprotec.com

NORMATIVA. CTE

¿Cuándo es obligatorio instalar un pararrayos?

Cirprotec ofrece el Software gratuito NIMBUS PROJECT® para realizar este cálculo.

Page 20: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Situación geográfica en el mapa de número de impactos de rayo/(año km2)

Geometría del edificio.

Tipología y geometría de los edificios colindantes.

NORMATIVA. CTE

La frecuencia esperada de impactos (Ne) depende de:

Page 21: Protecciones Rayos y Sobretensiones

NORMATIVA. CTE

Page 22: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Tipo de construcción (metálicas, de hormigón o madera)

Contenido del edificio (contenido inflamable o no)

Uso del edificio (de concurrencia, sanitario, comercial, docente,...)

NORMATIVA. CTE

El Riesgo admisible (Na) depende de:

Page 23: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Por último, según estos dos parámetros, tenemos un nivel de eficiencia de la instalación.

Según el código técnico de edificación, este valor nos da el nivel de protección de la instalación.

Nivel I – Máxima Seguridad

Nivel II – Alta Seguridad

Nivel III – Media Seguridad

Nivel IV – Básica Seguridad

NORMATIVA. CTE

Page 24: Protecciones Rayos y Sobretensiones

En el artículo SU8 , además de la protección externa , también hace obligatoria, en caso que haya dispositivos de captación de rayos, la protección interna .

NORMATIVA. CTE

Page 25: Protecciones Rayos y Sobretensiones

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. Asimismo, y a efectos de seguridad

general, se determinarán las condiciones que deben cumplir dichas instalaciones para proteger de los contactos directos e indirectos.

REBT2002, Artículo 16.3 Instalaciones interiores o receptoras

NORMATIVA. REBT

Obligatorio Protecciones transitorias

Obligatorio Protecciones permanentes

Para todo tipo de instalaciones y para todo tipo de redes

Page 26: Protecciones Rayos y Sobretensiones

TRANSITORIAS PERMANENTES

Existe ITC-23No existe

ninguna ITC específica

Podemos aplicar criterios de ITC-23

Debemos aplicar artículo

16.3

NORMATIVA. REBT

Page 27: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Obligatorio protección transitorias cuando :

Esté alimentada por o incluya líneas aéreas.

Cuando:• Existan equipos de alto valor económico.• Cuando se puedan producir pérdidas irreparables• Cuando se puedan producir discontinuidades de servicio

NORMATIVA. REBT / Guía ITC23

Page 28: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Situaciones Ejemplos Requisitos

Línea de alimentación de baja tensión total o parcialmente aérea o cuando la instalación incluye líneas aéreas.

Todas las instalaciones, ya sean industriales, terciarias viviendas, etc. Obligatorio

Riesgo de fallo afectando la vida humanaLos servicios de seguridad, centros de emergencias, equipo

médico en hospitales. Obligatorio

Riesgo de fallo afectando la vida de los animales Las explotaciones ganaderas, piscifactorías, etc. Obligatorio

Riesgo de fallo afectando los servicios públicosLa pérdida de servicios para el público, centros informáticos,

sistemas de telecomunicación. Obligatorio

Riesgo de fallo afectando actividades agrícolas o industriales no interrumpibles

Industrias con hornos o en general procesos industriales continuos no interrumpibles Obligatorio

Riesgo de fallo afectando las instalaciones y equipos de los locales de pública concurrencia que sean servicios de

seguridad

Sistemas de alumbrado de emergencia no autónomos. Obligatorio

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.

Todas las instalaciones, ya sean industriales, terciarias, viviendas, etc. Obligatorio

NORMATIVA. REBT / Guía ITC23

Page 29: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Situaciones Ejemplos Requisitos

Viviendas (cuando no sea obligatorio según los casos anteriores)

- con sistemas domóticos (ITC-BT-51)- con sistemas de telecomunicaciones en azotea.

Recomendado

Instalaciones en zonas con más de 20 días de tormenta al año

Todas las instalaciones, ya sean industriales, terciarias, viviendas, etc. Recomendado

Equipos especialmente sensibles y costosos Pantallas de plasma, ordenadores, etc. Recomendado

Riesgo de fallo afectando las instalaciones y equipos de los locales de pública concurrencia que no sean servicios de

seguridadLos locales incluidos en la ITC-BT-28 Recomendado

Actividades industriales y comerciales no incluidas en la tabla A Recomendado

NORMATIVA. REBT / Guía ITC23

Page 30: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Andalucía: Sevillana-Endesa, avalada por BOJA num.109 7 junio 2005.Obligatorio instalación de protecciones contra sobretensiones en cualquier instalación tanto transitorio como permanentes.

Catalunya: Fecsa Endesa, avalada por DOGC 4827 22 febrero 2007Obligatorio instalación de protecciones contra sobretensiones permanentes siempre en cualquier instalación y transitorio según ITC23

Aragón: ERZ Endesa, a publicar próximamenteObligatorio instalación de protecciones contra sobretensiones permanentes siempre en cualquier instalación y transitorio según ITC23

NORMATIVA. NTP

NORMAS TÉCNICAS PARTICULARESde compañía eléctrica

Page 31: Protecciones Rayos y Sobretensiones

• Quiénes somos • Problemática del rayo y las sobretensiones• Por qué proteger?• Explicación de la técnica para poder dimensionar la protección:

• Protección externa (contra el rayo)• Protección interna (contra sobretensiones)

Page 32: Protecciones Rayos y Sobretensiones

PROTECCIÓN EXTERNA

- Sistemas pasivos- Sistemas activos- Certificación- Instalación tipo- Como dimensionar la protección: Nimbus project- Mantenimiento

Page 33: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Volumen protegido mediante puntas Franklin y mallas conductoras , también conocido como sistema pasivo .

a) Ángulo de protección

b) Esfera rodante

c) Mallado o retícula

Volumen protegido mediante pararrayos con dispositivo de cebado (PDC) , también conocido como sistema activo .

El Código Técnico y la norma UNE 41186 sólo contemplan y regulan estos productos, ninguno más.

PROTECCIÓN EXTERNA

Código Técnico, basado en la norma UNE 21186, nos indica 2 sistemas diferentes para proteger la edificación:

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PROTECCIÓN EXTERNA. Sistemas PASIVOS

Puntas Franklin o Mallas conductoras

Page 35: Protecciones Rayos y Sobretensiones

PROTECCIÓN EXTERNA. Sistemas PASIVOS

a) Angulo de protecciónProtección exterior mediante puntas Franklin .

Page 36: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Históricamente, este sistema se ha utilizado en muchas torres de telecomunicación, pero se ha de tener en cuenta:

- Debido a su nivel de protección (en su gran mayoría igual a 1), este método sólo es válido hasta torres de 20 metros

- El ángulo de protección es pequeño , muchas antenas quedan fuera de su zona de acción.

- Personas y edificios cercanos no están protegidos .

PROTECCIÓN EXTERNA. Sistemas PASIVOS

a) Angulo de protecciónProtección exterior mediante puntas Franklin .

Page 37: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Nivel Radio de anticipación

I 20 m

II 30

III 45

IV 60

PROTECCIÓN EXTERNA. Sistemas PASIVOS

b) Esferas RodantesProtección exterior mediante puntas captadoras .

Page 38: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Tipo de protección

Ancho máximo de malla

I 5m x 5m

II 10m x 10m

III 15m x 15m

IV 20m x 20m

PROTECCIÓN EXTERNA. Sistemas PASIVOS

c) Mallas conductoras

El edificio a proteger se cubre con una estructura reticular .

La corriente de descarga se propaga entre los diferentes conductores.

Page 39: Protecciones Rayos y Sobretensiones

PROTECCIÓN EXTERNA

- Sistemas pasivos- Sistemas activos- Certificación- Instalación tipo- Como dimensionar la protección: Nimbus project- Mantenimiento

Page 40: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Gracias a su tecnología, consigue radios de cobertura mucho más elevados que los sistemas pasivos.

PROTECCIÓN EXTERNA. Sistemas ACTIVOS

Pararrayos con Dispositivo de Cebado (PDC)

Page 41: Protecciones Rayos y Sobretensiones

PROTECCIÓN EXTERNA. Sistemas ACTIVOS

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PROTECCIÓN EXTERNA. Sistemas ACTIVOS

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PARARRAYOS NIMBUSCPT-1

NIVEL RADIO1 472 573 724 87

PARARRAYOS NIMBUSCPT-2

NIVEL RADIO1 642 743 894 104

PARARRAYOS NIMBUSCPT-3

NIVEL RADIO1 802 903 1054 120

PROTECCIÓN EXTERNA. Sistemas ACTIVOS

Page 44: Protecciones Rayos y Sobretensiones

PROTECCIÓN EXTERNA

- Sistemas pasivos- Sistemas activos- Certificación- Instalación tipo- Como dimensionar la protección: Nimbus project- Mantenimiento

Page 45: Protecciones Rayos y Sobretensiones

ESPAÑA : ENAC

FRANCE : COFRAC

http://www.european-accreditation.org

CALIDAD

CERTIFICACIÓN. Sistemas ACTIVOS

Page 46: Protecciones Rayos y Sobretensiones

CERTIFICACIÓN. Sistemas ACTIVOS

Page 47: Protecciones Rayos y Sobretensiones

PROTECCIÓN EXTERNA

- Sistemas pasivos- Sistemas activos- Certificación- Instalación tipo- Como dimensionar la protección: Nimbus Project- Mantenimiento

Page 48: Protecciones Rayos y Sobretensiones

NORMA UNE 21186, nos indica como tenemos que hacer una instalación y las indicaciones constructivas a seguir, como por ejemplo distancias de seguridad de canalizaciones de gas o cables eléctricos, número de bajantes, radios de curvatura, nº de soportes, sistema de puesta a tierra, etc.

INSTALACIÓN TIPO

Page 49: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Cabezal CaptadorLa punta debe estar situada 2 m por encima de la parte más elevada de la zona a proteger.

Pieza adaptaciónLa pieza de adaptación debe asegurar el contacto eléctrico entre la punta captadora y la bajante de cable. Se situarásobre mástil, poste, iluminación, pilares, etc.El mástil además de dar altura necesaria al pararrayos para cubrir el radio de acción debe estar correctamente colocado o empotrado mediante 2 ó 3 anclajes, según longitud.

Conductor BajanteEl conductor de bajante debe asegurar la conducción de la corriente de rayo desde el dispositivo captador hasta la toma de tierra. Los conductores podrán ser pletinas, trenzas planas, cable trenzado o redondo, y la sección mínima ha de ser de 50 mm.

INSTALACIÓN TIPO

Page 50: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Soportes Fijación cableSe realizarán 3 fijaciones por metro. No deberán estar en contacto directo con material inflamable.

con tirafondo

Contador de DescargasSe instala encima de la junta de control, y en todos los casos 2 m por encima del suelo. Se instala sobre el conductor de bajada.

Toma de TierraSe realizará una toma de tierra por cada conductor de bajada según criterio:-Resistencia lo más baja posible (inferior a 10 Ohmios). Se debe medir este valor sobre la toma de tierra aislada de cualquier otro elemento.

Tipos de toma de tierra Ej.: Picas / Ganso / Placas, etc

INSTALACIÓN TIPO

Page 51: Protecciones Rayos y Sobretensiones

INSTALACIÓN TIPO

Jabalina3 picas de 2 metros cada una (6 metros en total)Forman un triángulo equilátero, unidas por cable desnudo, a 4 metros de distancia entre ellas.Se entierran a 60-80cm

Placas o similaresSe construye un pozo de 1 m3, instalando la placa verticalmente y rellenando con tierra vegetal y otros aditivos para disminuir la resistividad del terreno.

Pata de gansoEstá formado por 25m de cinta o cable de cobre repartida en tres ramas enterradas en zanjas con un mínimo de 60 cm de profundidad, siendo la apertura entre ramas de 45º.

Page 52: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Equipotencialidad de las masas metálicas exteriore sSe realizará una unión directa mediante conductores de equipotencialidad, vías de chispas, protectores, etc.- Antenas o postes eléctricos ( su unión se realizará mediante un vía de chispas directamente del mástil de antena a los conductores de bajada de la instalación, siempre que la antena esté dentro del volumen a proteger o sobre otro tejado)-A nivel de suelo -Cuando no se respeten las exigencias de proximidad (la conexión se realizará donde su longitud será lo más corta posible)

INSTALACIÓN TIPO

Page 53: Protecciones Rayos y Sobretensiones

PROTECCIÓN EXTERNA

- Sistemas pasivos- Sistemas activos- Certificación- Instalación tipo- Como dimensionar la protección: Nimbus project- Mantenimiento

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NIMBUS PROJECT®. Sistema ACTIVO

Page 55: Protecciones Rayos y Sobretensiones

NIMBUS PROJECT®. Sistema ACTIVO

Page 56: Protecciones Rayos y Sobretensiones

NIMBUS PROJECT®. Sistema ACTIVO

Page 57: Protecciones Rayos y Sobretensiones

NIMBUS PROJECT®. Sistema ACTIVO

Page 58: Protecciones Rayos y Sobretensiones

NIMBUS PROJECT®. Sistema ACTIVO

Page 59: Protecciones Rayos y Sobretensiones

NIMBUS PROJECT®. Sistema ACTIVO

Page 60: Protecciones Rayos y Sobretensiones

NIMBUS PROJECT®. Sistema ACTIVO

Page 61: Protecciones Rayos y Sobretensiones

NIMBUS PROJECT®. Sistema ACTIVO

Page 62: Protecciones Rayos y Sobretensiones

NIMBUS PROJECT®. Sistema ACTIVO

Page 63: Protecciones Rayos y Sobretensiones

NIMBUS PROJECT®. Sistema ACTIVO

Page 64: Protecciones Rayos y Sobretensiones

NIMBUS PROJECT®. Sistema ACTIVO

Page 65: Protecciones Rayos y Sobretensiones

NIMBUS PROJECT®. Sistema ACTIVO

Page 66: Protecciones Rayos y Sobretensiones

NIMBUS PROJECT®. Sistema ACTIVO

Page 67: Protecciones Rayos y Sobretensiones

NIMBUS PROJECT®. Sistema ACTIVO

ACAE: Los productos CPT están en esta base de datos , con descripciones y precios de las partidas.

Page 68: Protecciones Rayos y Sobretensiones

PROTECCIÓN EXTERNA

- Sistemas pasivos- Sistemas activos- Certificación- Instalación tipo- Como dimensionar la protección: Nimbus project- Mantenimiento

Page 69: Protecciones Rayos y Sobretensiones

MANTENIMIENTO

MANTENIMIENTO instalación de PARARRAYOSSegún UNE 21186

Page 70: Protecciones Rayos y Sobretensiones

MANTENIMIENTO

Page 71: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Se deberá verificar la resistencia de las tomas de tierra , no debiendo ser mayor de 10 Ohmnios. Se debe medir este valor sobre la toma de tierra aislada de todo otro elemento de naturaleza conductora.

MANTENIMIENTO

G-TESTERTelurómetro para medir

en Alta Frecuencia

Page 72: Protecciones Rayos y Sobretensiones

MANTENIMIENTO

LOWPAT LíquidoAditivo que mejora la conductividad

de la puesta a tierra.

Page 73: Protecciones Rayos y Sobretensiones

PROTECCIÓN INTERNA

Page 74: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Gran valor de sobretensión (del orden de

kV)

Corta duración

(µs)

Derivación a tierra y

equipotencia-lización

Cables metálicos:

red eléctrica,

datos, coaxiales...

I

t

Impulso tipo rayo < 100 µs

Conmutaciones en red eléctrica < 1ms

Valor Sobretensión

Tiempo Modo de protección

Líneas

Valor de decenas hasta

400V

Larga duración

Interrupción del servicio.

Red eléctrica

a b c

(a) (b) (c) Sobretensión Tensión normal Infratensión

Sobretensiones pemanentes

Transitorias

Permanentes

INTRODUCCIÓN. Protección INTERNA

Page 75: Protecciones Rayos y Sobretensiones

PROTECCIÓN INTERNA

- SOBRETENSIONES TRANSITORIAS- ¿Qué son?- ¿Qué las provoca?- ¿Cómo se protegen?- Dimensionado de la protección- Aspectos de instalación y mantenimiento

Page 76: Protecciones Rayos y Sobretensiones

I

t

Impulso tipo rayo < 100 µs

Conmutaciones en red eléctrica < 1ms

Sobretensiones TRANSITORIAS

¿QUÉ SON?

Son picos de tensión que alcanzan valores de kV con una duración menor al milisegundo.

Page 77: Protecciones Rayos y Sobretensiones

PROTECCIÓN INTERNA

- SOBRETENSIONES TRANSITORIAS- ¿Qué son?- ¿Qué las provoca?- ¿Cómo se protegen?- Dimensionado de la protección- Aspectos de instalación y mantenimiento

Page 78: Protecciones Rayos y Sobretensiones

¿QUÉ LAS PROVOCA?

El principal motivo que causa las sobretensiones transitorias son las caídas de rayos.

Las caídas de rayos puede provocar las sobretensiones por diferentes medios, siendo su capacidad destructiva, diferente en cada caso.

Sobretensiones TRANSITORIAS

Page 79: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Sobretensiones por aumento del potencial de tierra

CAUSAS Sobretensiones TRANSITORIAS

Page 80: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Sobretensiones conducidas

CAUSAS Sobretensiones TRANSITORIAS

Page 81: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Sobretensiones inducidas

CAUSAS Sobretensiones TRANSITORIAS

Page 82: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Conmutaciones de compañía

Conmutaciones de grandes cargas propias o próximas

También se producen por conmutación …

CAUSAS Sobretensiones TRANSITORIAS

Page 83: Protecciones Rayos y Sobretensiones

PROTECCIÓN INTERNA

- SOBRETENSIONES TRANSITORIAS- ¿Qué son?- ¿Qué las provoca?- ¿Cómo se protegen?- Dimensionado de la protección- Aspectos de instalación y mantenimiento

Page 84: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Los limitadores de sobretensión están compuestos, entre otros elementos, por varistores .

Los varistores modifican su resistencia según la tensión de la red .

Al conectarse en paralelo, cuando hay un sobretensión , éste la deriva directamente a tierra , protegiendo al receptor.

Receptor

Red

Protector

¿CÓMO SE PROTEGE?

Que debemos hacer para una correcta protección

Page 85: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Características principales:

• Tensión Residual• Intensidad nominal/máxima• Clase/tipo

Equiposensible Up

Equiposensible Up

Protector Ideal

Protector Real

¿CÓMO SE PROTEGE?

¿Cómo funciona el protector sobretensiones transito rias?

Page 86: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Up

Ue

Ii

Los protectores de sobretensiones, no eliminan el 100% de la sobretensión y dejan un cierto nivel

de sobretensión (Up)

Todos los elementos que forman parte de una red o que están conectados a ella soportan

de manera natural un cierto nivel de sobretensión (Ue)

Para una correcta protección debe cumplirse U p< Ue

¿CÓMO SE PROTEGE?

Que debemos hacer para una correcta protección

Page 87: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Tener en cuenta la sobretensión que es capaz de soportar un equipo a proteger por si solo.

Este aspecto queda reflejado en la norma UNE 20460-4-443, equivalente a la norma internacional IEC 60634-4-443.

Esta normativa cataloga los equipos en categorías según la sobretensión que soportan .

CATEGORÍAS DE LOS EQUIPOS A PROTEGER

Page 88: Protecciones Rayos y Sobretensiones

6 kV 4 kV 2,5 kV 1,5 kV

Tipo

Sobretensión soportada

Lineas 230/400

Categoría IV III II I

Equipos en la acometida

Equipos fijos de la instalación

Equipamentos sensibles y/o electrónicos

Equipamentos conectados a

red fija

CATEGORÍAS DE LOS EQUIPOS A PROTEGER

Proyectos por pasos

Page 89: Protecciones Rayos y Sobretensiones

1,2 50 150 µs

%

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

Curva de tensión 1,2/50

10 50 100 200 300 350 400 µs

%

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

Curva de corriente 10/350

8 20 µs

%

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

Curva de corriente 8/20

8 20 100 200 300 350 400 µs

%

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

Comparativa 10/350 – 8/20

CURVAS Sobretensiones TRANSITORIAS

Curvas característicasde ensayo

Page 90: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Tipo 1 Protectores con capacidad de derivar descargas tipo rayo (10/350 µµµµs). Nivel de protección alto .

Tipo 2 Protectores con capacidad de derivar descargas elevadas (8/20 µµµµs). Niveles de protección medios .

Tipo 3 Protectores con capacidad de derivar descargas medias (8/20 µµµµs). Niveles de protección bajos .

CLASES DE PROTECTORES

Según el poder de descarga de los protectores, se clasifican en Tipos . Esta clasificación de los protectores está definida en la norma internacional IEC 61643-11.

Page 91: Protecciones Rayos y Sobretensiones

UcTensión Máxima de servicio (RMS o

DC) en lo cual el protector puede operar de forma continuada.

ImaxCorriente Máxima capaz de derivar una

única vez el protector.

In Corriente capaz de derivar el protector

de Tipo 2 por lo menos 20 veces.

UpTensión Residual que llegar a los

equipos cuando aplicada In.

Ur Tensión Residual que llega a los

equipos cuando aplicada una corriente.

Icc Corriente capaz de soportar el protector

en caso de cortocircuito.

PARÁMETROS SPD. Sobretensiones TRANSITORIAS

Page 92: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Cada modelo de protector tiene una tensión residual que es función de la corriente que por el circula durante la sobretensión.

El sistema de protección ha de garantizar que a cada uno de los elementos que formen parte de la instalación no le llegará una tensión superior a la que puede soportar de acuerdo con UNE 20460-4-443 / IEC 60634-4-443.

En la mayor parte de casos deberemos de realizar una protección escalonada.

± 4 kV

± 1,8 kV

< 1 kV

T 1

T 2

T 3

ESCALONADO DE PROTECCIONES

Ejemplo de escalonamiento

Page 93: Protecciones Rayos y Sobretensiones

PROTECCIÓN INTERNA

- SOBRETENSIONES TRANSITORIAS- ¿Qué son?- ¿Qué las provoca?- ¿Cómo se protegen?- Dimensionado de la protección- Aspectos de instalación y mantenimiento

Page 94: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Inicio Selección

Protección Exterior ?

Acometida Aerea ?

Protector Tipo 240 kA 8/20

Segundo escalón de protección

Protector Tipo 1100 kA 10/350

Protector Tipo 2100 kA 8/20

Si

Si

No

No

Dimensionado Red eléctrica: 1er ESCALÓN

Page 95: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Cabecera Tipo 1100 kA 10/350

Cabecera Tipo 2100 kA 8/20

Cabecera Tipo 240 kA 8/20

Protector Tipo 2 40 kA 8/20

Protector Tipo 2 15 kA 8/20

Protector Tipo 2 15 kA 8/20

Protector Tipo 3 (opcional)

Protector Tipo 2 15 kA 8/20

Protector Tipo 3 (opcional)

CG

BT

SU

BC

UA

DR

OE

QU

IPO

S

10 mts.

5 mts.

5 mts.

5 mts.

5 mts.

5 mts.

Dimensionado Red eléctrica: resto ESCALONES

Page 96: Protecciones Rayos y Sobretensiones

PROTECCIÓN INTERNA

- SOBRETENSIONES TRANSITORIAS- ¿Qué son?- ¿Qué las provoca?- ¿Cómo se protegen?- Dimensionado de la protección- Aspectos de instalación y mantenimiento

Page 97: Protecciones Rayos y Sobretensiones

En las características técnicas de los protectores de sobretensiones, viene detallado un parámetro determinado como fusible previo máximo.

Si el valor del elemento de protección previo al protector es mayor que el valor de fusible previo máximo, deberán añadirse fusibles de protección, en caso contrario no será necesaria su inclusión.

Los protectores de CIRPROTEC, incorporan desconectadores internos.

Ejemplo:Fusible Previo Máximo 80A

63 A 125 A

F ~ 32 A

Necesidad FUSIBLES PREVIOS

Page 98: Protecciones Rayos y Sobretensiones

TRANSITORIAS – Parámetros SPD

Page 99: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Al realizar la protección escalonada es necesario tener en cuenta el tiempo de respuesta de cada clase de protector.

Cuanto más pequeño es el protector, más rápida es su tiempo de respuesta.

La coordinación entre diferentes pasos de protección se puede conseguir con distancia entre pasos o añadiendo una inductancia adicional.

Equiposensible

1 2

> 5 m

Equiposensible

1 2

COORDINACIÓN de las Protecciones

Page 100: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Líneas telefónicas

Disponible modelos para proteger al lado del receptor, en cuadro de carril DIN o en registros con regletas Krone, R&M o similar.

Comunicación

En formato DB, según número de hilos del cable, con formato de conector Sub-D y para comunicaciones a diferentes tensiones.

Medición y Control

Disponibles modelos según número de cables, con o sin GND, especiales para protocolo 232 y 485, y con formatos extrafinos para aplicaciones industriales.

Datos (Ethernet)

En formato unipolar o rack de 24 para cat 5e o cat6.

Radio-frecuencia

Para cables coaxiales con diferentes conectores y tensiones.

CORRIENTES DÉBILES: Otras vías de sobretensión

Page 101: Protecciones Rayos y Sobretensiones

PROTECCIÓN INTERNA

- SOBRETENSIONES PERMANENTES- ¿Qué son?- ¿Qué las provoca?- ¿Cómo se protegen?

Page 102: Protecciones Rayos y Sobretensiones

a b c

(a) (b) (c) Sobretensión Tensión normal Infratensión

Sobretensiones pemanentes

Un ejemplo de este tipo de problemas, son las roturas del neutro.

Sobretensiones PERMANENTES

¿QUÉ SON?

Corresponden a aumentos o disminuciones de la tensión de red, de duración indeterminada y que ocasionan grandes deterioros de equipos o envejecimiento prematuro de los mismos.

Page 103: Protecciones Rayos y Sobretensiones

PROTECCIÓN INTERNA

- SOBRETENSIONES PERMANENTES- ¿Qué son?- ¿Qué las provoca?- ¿Cómo se protegen?

Page 104: Protecciones Rayos y Sobretensiones

L1

L2

L3N

VL-L = 400V

Abonado 1 Abonado 2

230V+ -

230V- +

400V+

-

VL-N = 230V

Neutro

Concepto de PROTECCIÓN. Sobretensiones PERMANENTES

Page 105: Protecciones Rayos y Sobretensiones

L1

L2

L3N

VL-L= 400V

???V

+ -

???V

- +

400V+

-

VL-N= ???V

Rotura de neutro

Abonado 1 Abonado 2

Concepto de PROTECCIÓN. Sobretensiones PERMANENTES

Page 106: Protecciones Rayos y Sobretensiones

CAUSAS Sobretensiones PERMANENTES

Page 107: Protecciones Rayos y Sobretensiones

PROTECCIÓN INTERNA

- SOBRETENSIONES PERMANENTES- ¿Qué son?- ¿Qué las provoca?- ¿Cómo se protegen?

Page 108: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Sobretensiones PERMANENTES, cómo se protege?

vSe controla cada una de las tensiones simples.

En caso que una de ellas supere el máximo permitido, se interrumpe el suministro mediante un elemento el propio elemento o un elemento externo.

Page 109: Protecciones Rayos y Sobretensiones

PROTECCIÓN INTERNA: GAMA DE PRODUCTOS

Page 110: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Protección INTERNA: GAMA DE PRODUCTOS

La gama de productos está divida en dos grandes familias según qué tipo de línea protegen:

Protectores para RED ELÉCTRICA

Protectores para redes de CORRIENTES DÉBILES 00110011001010101011101010111110010100010010

@

Page 111: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Protección INTERNA: RED ELÉCTRICA

Protectores para RED ELÉCTRICA

Si el protector requerido por la instalación es de tipo 2, se puede ofrecer protección contra transitorias y permanentes en el mismo producto: Solución combinada

Page 112: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Protección INTERNA: RED ELÉCTRICA

Page 113: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Protección INTERNA: RED ELÉCTRICA

Protectores para RED ELÉCTRICA

Si la instalación requiere de varios pasos de protección, se dimensionará un protector para permanentes, y los pasos necesarios para transitorias.

Page 114: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Protección INTERNA: RED ELÉCTRICA

Page 115: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Protección INTERNA: RED ELÉCTRICA

Page 116: Protecciones Rayos y Sobretensiones

Líneas telefónicas

Disponible modelos para proteger al lado del receptor, en cuadro de carril DIN o en registros con regletas Krone, R&M o similar.

Comunicación

En formato DB, según número de hilos del cable, con formato de conector Sub-D y para comunicaciones a diferentes tensiones.

Medición y Control

Disponibles modelos según número de cables, con o sin GND, especiales para protocolo 232 y 485, y con formatos extrafinos para aplicaciones industriales.

Datos (Ethernet)

En formato unipolar o rack de 24 para cat 5e o cat6.

Radio-frecuencia

Para cables coaxiales con diferentes conectores y tensiones.

CORRIENTES DÉBILES: Otras vías de sobretensión 00110011001010101011101010111110010100010010

@

Page 117: Protecciones Rayos y Sobretensiones

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