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Cuando montamos la protección contra rayos, con un pararrayos o hilo de guarda, estamos realizando una protección primaria, (de edificios y personas), El pararrayo simplemente guía por donde la descarga va a ir a tierra.

El rayo en su paso, produce por inducción en las estructuras y conductores eléctricos, sobretensiones transitorias que son destructivas para aparatos eléctricos y de electrónica, por lo cual debemos protegerlos. Las sobretensiones transitorias también pueden llegar a nuestras casa e industrias a través de las líneas eléctricas.

DEFINICION: Se denomina sobretensiones transitorias a los aumentos de tensión muy elevados, del orden de kV, y de muy corta duración, unos pocos microsegundos, originados principalmente por el impacto de un rayo, pero también pueden ocasionarse por conmutaciones defectuosas de la red. Bien mediante un contacto directo o bien por un contacto indirecto, el rayo provoca un pico de tensión de kV que se propaga por la red, provocando el deterioro de los receptores.

Para evitar los daños que estas sobretensiones producen al ingresar, utilizamos protectores de sobretensiones transitorias en los tableros eléctricos.

Gráfica de una sobretensión transitoria. Cuando el pico de tensión alcanza un valor superior al soportado por el equipo causa su destrucción (zona marcada en rojo).
Un protector de sobretensión también conocidos como SPDDPSprotectores eléctricos o supresor de tensión, es un dispositivo diseñado para proteger dispositivos eléctricos de picos de tensión
Sobretensión en modo diferencial: sobretensión aparece entre dos conductores activos: fase/neutro. UMC. N. L. R1 baja. R1 elevada. A. B. C. D. n Modos de propagación: n Sobretensión en modo común: Perturbación entre un conductor activo y el tierra: fase/tierra o Neutro/tierra. o Peligroso en aparatos donde la masa está conectada tierra. o Puede provocar un mal funcionamiento de aparatos: Se encenderá o apagará un motor cuando no deba encender. n Sobretensión en modo diferencial: Perturbación entre conductores activos: fase/neutro. o Imaginemos que la resistencia del poste es muy baja en comparación a la resistencia R2. Cuando caiga un rayo la corriente de descarga va a efectuar el camino ABCD más fácil pues R1 es inferior a R2. o Estas sobretensiones pueden provocar sobreintensidades. o Son especialmente peligrosas para los equipos electrónicos y los materiales sensibles de tipo informático. Peligrosas para aparatos donde la masa está conectada a la tierra. Sobreintensidades. Posible destrucción de materiales de tipo informático y equipos electrónicos. Mal funcionamiento de los aparatos.

Modos de propagación de la sobretensión

Existen dos tipos de propagación de las sobretensiones transitorias.

El primero es la propagación en modo común (o asimétrica). Ésta sucede cuando la perturbación se da entre los conductores activos y la tierra (fase-tierra y/o neutro-tierra), con riesgo de perforación dieléctrica.

El segundo tipo de propagación es el modo diferencial (o simétrica). Ésta perturbación se da entre los conductores activos (fase-fase y/o fase-neutro). Este modo afecta sobre todo a equipos informáticos y electrónicos.

Funcionamiento del protector

El protector contra sobretensiones transitorias actúa como un conmutador controlado por tensión. Cuando el valor de la tensión de red es inferior al valor de la tensión nominal, el protector actúa como un elemento con impedancia infinita, y cuando el valor de la tensión es superior a la nominal durante un periodo de μs, el protector actúa como un elemento de impedancia cero, derivando la sobretensión a tierra. Los protectores de sobretensión transitorias no son capaces de proteger frente a sobretensiones permanentes .

Selección del protector

De acuerdo con las normas IEC, dependiendo de la exposición de la instalación a las sobretensiones, serán necesarios protectores de diferentes capacidades de descarga.

Otro punto a considerar a la hora de hacer la selección del protector son los equipamientos que se quieren proteger, ya que el nivel de protección dado por el protector deberá ser inferior al valor que el equipo puede soportar. De acuerdo con la capacidad de descarga o nivel de protección (Up), los protectores están divididos en tres tipos.

Existen en el mercado protectores que basan su tecnología en varistores, descargadores de gas y vái chispas, siendo necesaria su combinación en función de la capacidad de descarga requerida.

La protección ideal es proteger por escalones, usando los diferentes tipos de protector y seleccionando los dispositivos más adecuados para la instalación.

Protectores Tipo 1

·         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 Tipo 2

·         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 Tipo 3

·         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 una 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.

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