Proteccin contra el rayo

Las sobretensiones de origen atmosfrico

Por naturaleza, el choque de un rayo tiene a menudo consecuencias dramticas para las instalaciones elctricas. Por ello, la evaluacin de los riesgos y de sus consecuencias es indispensable.

Al proyectar una instalacin elctrica, normalmente, nos preocupamos de seleccionar los dispositivos

adecuados de proteccin, considerando slo la aparicin de posibles defectos al interior del sistema, tales como sobrecargas y cortocircuitos.

Debemos recordar que nuestras instalaciones pertenecen o se asocian a un sistema de distribucin pblico, condicin que evidentemente significa que si por alguna causa se produce una sobretensin en la red de la empresa conce-sionaria, sta podra evidentemente daar los equipos elctricos de nuestra instalacin interior.

Podramos considerar que nuestras instalaciones elctricas pueden ver comprometida su integridad debido a dos tipos de anormalidades: una de origen interno y la otra de origen externo. En la primera, podemos encontrar, por ejemplo, las sobrecargas, cortocircuitos y defectos de aislamiento, mientras que en la segunda se ubican, en general, las sobretensiones.

Las causas de las sobreten-siones de origen externo son variadas, siendo una de ellas las debidas al impacto de un rayo en la red de distribucin de la empresa elctrica del sector.

Se considera que la corriente de rayo y sus efectos pueden alcanzar la instalacin por tres mtodos de acceso:

Por todas las lneas elctricas entrando o saliendo del edificio.

Por el suelo a raz de su subida de potencial.

Por todos los cierres conductores y redes internas que pueden ser la sede de tensiones inducidas bajo el efecto del campo magntico generado por la corriente de rayo.

El principio de la proteccin contra los efectos indirectos del rayo consiste en impedir que la energa perturbadora, o incluso destructiva, pueda alcanzar los aparatos y equipos.

Principio de proteccin

La tensin de impulso Uimp, debida al rayo, corre el riesgo de propagarse en una instalacin con sus efectos destructivos. El limitador de sobretensin va entonces a comportarse como un verdadero cortocircuito para la mayor parte de la energa sobre la red equi-potencial. Para tener eficacia, el limitador de sobretensin debe ser conectado con los conductores ms cortos posible.

Se recomienda que la longitud total del circuito limitador de sobretensin no exceda de 0,5 metros.

En teora, en un choque de rayo, la tensin Ut aplicada al receptor es igual a la tensin de proteccin Up del limitador de sobretensin (por su I max), pero en la prctica sta es ms elevada.

En efecto, debemos aadir las cadas de tensin debidas a las impedancias de los conductores de conexin del limitador de sobretensin y de su dispositivo de proteccin.

A menudo, se hace necesaria la instalacin de varios limitadores de sobretensin cuando la distancia entre el limitador y el material es demasiado grande, y tambin cuando el nivel de supresin del limitador principal no es suficiente, lo que sucede normalmente cuando se trata de proteger materiales sensibles.

Limitadores de sobretensin primario y secundario deben coordinarse para que la energa total que debe disiparse (E1 + E2) se distribuya sobre cada uno de ellos en funcin de su capacidad de flujo. La distancia

d1 permite desacoplar los limitadores de sobretensin evitando as que una parte demasiado importante de la energa pase directamente al limitador de sobretensin secundario con el riesgo de destruirlo. Una situacin que, de hecho, depende de las caractersticas de cada uno de los dispositivos.

Dos limitadores de sobretensin idnticos (por ejemplo Up: 2 kV e Imax: 40 kA) pueden instalarse sin exigencia de distancia d1, ya que la energa se distribuir por igual sobre ambos. En cambio, dos limitadores de sobretensin diferentes (por ejemplo Up: 2 kV/Imax: 40 kA y Up: 1 kV/Imax: 15 kA)

debern alejarse al menos 10 mt para evitar que el segundo limitador de sobretensin est demasiado exigido. En sntesis, la proteccin contra la sobretensin de origen atmosfrico es posible, utilizando correctamente los dispositivos adecuados, como son los limitadores de sobretensin.