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PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES

11-05-2005

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.

Descargas atmosféricas. RayosIMPULSO TIPO RAYO NORMALIZADO

Descargas atmosféricas. RayosnDirectas

nIndirectas (Cercanos o a cierta distancia)

§ Sobre fase (sobretensión conducida)

§ A tierra

• Elevación del potencial de tierra

• Inducción de tensiones en bucles

Maniobras conexión/desconexión de circuitos

ENERGIZACIÓN DE LINEA EN VACIO

300 km, Zc=350 O, Un=400 Kv, Red 5000 MVA

Maniobras conexión/desconexión de circuitos

APERTURA DEL INTERRUPTOR II. TENSION V2

Maniobras conexión/desconexión de circuitos

APERTURA DEL INTERRUPTOR II. TENSION V2

Descargas electrostáticas

EQUIVALENTE A LA DESCARGA DE UN CONDENSADOR

C=100-150 Pf, cargado entre 2 Y15 kV

Defectos a tierra en alta tensión

ITC MIE-RAT 13Máximas 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.

Defectos a tierra en alta tensión

U2=U0+RE x IE

Perdida de neutro Sistemas desequilibrados

L1

L2

L3N

UL1-L2 L2

L3

L1

UL2-L3

UL3-L1

UL2-N

UL3-N

UL1-N

Redes de distribución Cortocircuitos fase-neutro

L1C

L3CN

UL1-L2

L3

L1=L1C

UL3-L3c

UL3-L1

UL1C-N

ZL

ZN

L1L1

UL2-L3L2CL2

L3NT

NT

N=L3C

UN-NT

UL1C-N

Se desprecia la caída de tensión en ZL de las líneas L1 y L2

L2= L2C

Redes de distribución Defectos a tierra en BT

L1C

L3CN

ZL

ZN

L1L1

L2CL2

L3NT

UL1C-T=UL1C-UL3C

UL2C-T=UL2C-UL3C

Ferroresonancia

nConexión de condensadores y bobinas no lineales.

nNeutro aislado, disparo unipolar, fusión de un fusible.

nTransformadores en vacío o fuentes de pequeña potencia

RESUMENnSobretensión fase-tierra, o neutro-tierra. Modo común. Afecta al

aislamiento fase-tierra o neutro-tierra:nDescargas atmosféricas sobre fase o a tierra.nDescargas electrostáticas.nDefectos a tierra en alta tensión.nDefectos a tierra en baja tensión.nFerroresonancia

nSobretensión fase-fase, o fase-neutro. Modo diferencial. Afecta al funcionamiento de los receptores.

nSobretensiones de maniobra.nFerroresonancia.nPérdida de neutro en BT en sistemas desequilibrados.nCortocircuitos fase-neutro en baja tensión.

SOBRETENSIONES

NORMAS Y REGLAMENTOS. (I)nREBT ITC-BT 23(I).nUNE 21184-1:1998. Coordinación de aislamiento de los equipos en las

redes de baja tensión. Parte 1: Principios, especificaciones y ensayos. nEN 61643-311-2003. Componentes para dispositivos de protección

contra sobretensiones de baja tensión. Parte 311: Especificación para tubos de descarga en gas (TDG).nEN 61643-321-2003. Componentes para …. Parte 321: Especificación

para diodos de avalancha (ABD).nEN 61643-331-2004. Componentes para …. Parte 331: Especificación

para varistancias de óxido metálico (MOV)nEN 61643-341-2003. Componentes para…. Parte 341: Especificaciones

para pararrayos con tiristores.nCEI 60664 VARIAS PARTES nUNE EN 60664 VARIAS PARTES

SOBRETENSIONES

REBT ITC-BT 23(I)

De aplicación a:n Sobretensiones por descargas atmosféricas (no

directas).n Sobretensiones de maniobra.n Sobretensiones por defectos

Su incidencia depende de:n La coordinación del aislamiento de los equiposn Las características de los dispositivos de protección,

su instalación y su ubicación.n La existencia de una adecuada red de tierras.

SOBRETENSIONES

REBT ITC-BT 23(II)Tabla 1. Categorías de sobretensiones

(tensiones que soportan los equipos de cada categoría):

SOBRETENSIONES

2,5468400/6901000

EJEMPLOS

ordenadores, equipos electrónicos muy sensibles,

Electrodom. herramientas portátiles y

otros equipos similares.

Armarios, embarradosa

paramentacanalizac.

motores

Contadores,Tele medida,Protección de Sobreintens.

1,52,546230230/400

CATEGORIAI

CATEGORIAII

CATEGORIAIII

CATEGORIAIV

SISTEMAS MONOFASICOS

SISTEMAS TRIFÁSICOS

TENSIÓN SOPORTADA A IMPULSOS 1,2/50 (kV)

TENSIÓN NOMINAL DE LA INSTALACIÓN (V)

REBT ITC-BT 23(III)

SOBRETENSIONES

n 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.

n Situación controlada:Instalación alimentada total o parcialmente por línea aérea conconductores desnudos o aislados. Se considera necesaria una protección contra sobretensiones de origen atmosférico en el origen de la instalación.

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.”

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.!

SOBRETENSIONES

Normas. (I)nEs 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. nSi 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.

SOBRETENSIONES