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Sobretensiones
FICHA TÉCNICA 4
Ficha TÉCNICA 4. Preguntas frecuentes.
Instalaciones eléctricas
SOBRETENSIONES
Tienes dudas?
Departamento
Electricidad
91 468 72 51
electricidad@
asefosam.com
Consultas técnicas:
Javier Espinosa
javier.espinosa@
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
Responsable Dpto:
Charo Pinilla
charo.pinilla@
asefosam.com
FICHA TÉCNICA 4. Consultas electricidad
SOBRETENSIONES . (pág. 1)
2. Tipología
Temporales/ Permanentes
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.
Además…
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.
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.
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.
Situación natural:
cuando NO es precisa
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 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. 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.
.
I.
II.
III.
IV.
Se aplica a los equipos muy
sensibles a las sobretensiones y que
están destinados a ser conectados a
la instalación eléctrica fija.
Se aplica a los equipos destinados a
conectarse a una instalación
eléctrica fija.
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.
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.
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.
Ejemplo: ordenadores, equipos
electrónicos muy sensibles, etc.
Ejemplo: electrodomésticos,
herramientas portátiles y equipos
similares
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.
Ejemplo: contadores de energía,
aparatos de telemedida, equipos
principales de protección contra
sobreintensidades, etc.
TENSIÓN NOMINAL DE LA
TENSIÓN SOPORTADA A IMPULSOS 1,2/50 (KV)
INSTALACIÓN
SISTEMAS
SISTEMAS
CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA CATEGORÍA
TRIFÁSICOS MONOFÁSICOS
IV
III
II
I
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
--8
6
4
2,5
1000
---
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. Normativa que aplica…
1.
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.
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.
2. Código Técnico Edificación
SECCIÓN SUA8
Seguridad frente al riesgo causado por la
acción del rayo
3.
Adicionalmente existen normas
particulares
de
empresas
suministradoras
y
nomas
autonómicas
de
otras
comunidades
que
están
exigiendo
este
tipo
de
protecciones.
Otras normas…
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.
Es obligatorio proteger la
instalación…
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
TABLA A Situaciones en las que es
obligatorio el uso de dispositivos de
protección contra sobretensiones
transitorias, sea cual sea el sistema de
alimentación.
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
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
Todas las instalaciones ya sean
protección externa contra descargas
industriales, terciarias, viviendas, etc.
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)
FICHA TÉCNICA 4. Consultas electricidad
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.
SOBRETENSIONES . (pág. 5)
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
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.
A. 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 61643-11 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
Muy alta- Alta
Tipo 2
Media- Alta
Tipo 3
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)
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.
Protectores con capacidad para
derivar a tierra corrientes altas en
curva 8/20 μs.
Protectores con capacidad
para derivar a tierra corrientes
medias en curva 8/20 μs.
Nivel de protección (Up) alto.
Nivel de protección (Up)
medio.
Nivel de protección (Up)
bajo.
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.
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.
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.
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.
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)
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.
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
Tipo 1
Sección mínima del
conductor (mm2)
16
Tipo 2
4
Tipo 3
2,5 o lo especificado
por el fabricante
Conexión entre el dispositivo y
El borne principal de tierra o punto de puesta a
tierra del edificio
El borne de entrada de tierra de la instalación
interior
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 50550.
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)