Dispositivos de protección contra sobretensiones (DPS)

El impacto directo en los sistemas de protección contra descargas eléctricas atmosféricas da origen a diferencias de potencial entre las partes metálicas y las acometidas, presentando sobretensiones entre los conductores de la acometida y el punto de equipotencial de la estructura. Si estas sobretensiones no son mitigadas con dispositivos de protección contra sobretensiones DPS‘s antes de alimentar los equipos eléctricos, estos presentara falla en el aislamiento de los equipos conectados a esta acometida.

Los DPS‘s deben ser capaces de controlar transitorios a un nivel por encima del nivel adecuado de funcionamiento del equipo a proteger, garantizando así un cuidado del aislamiento del equipo; debe estar diseñado para soportar una cantidad considerable de transitorios y deberá ser compatible electromagnéticamente con el equipo a proteger, asegurando cero interferencias con la operación normal de sistemas de comunicación. Los DPS se clasifican en dispositivos de protección del tipo 1,2 y 3 según su carga y lugar de instalación de acuerdo a la norma IEC 61643-1.

TIPO 1: El DPS debe estar diseñado para conducir corrientes parciales de rayo en onda 10/350µS, sin destruirse aun con una frecuencia periódica de impactos, se instalan en la transición de zona de protección LPZ 0A a 1 con el objetivo de impedir corrientes parciales en la instalación eléctrica de la estructura que se desea proteger.

TIPO 2: el DPS debe estar diseñado para sobretensiones con una capacidad de algunas decenas de KA en forma de onda 8/20µS. se instalan en la transición de LPZ 1 a 2 y superior.

TIPO 3: El DPS debe estar diseñado para sobretensiones de conmutación que aparecen entre línea y neutro en el sistema eléctrico, se instalan en la transición de LPZ 2 a 3 y superior.

45

Los sistemas TN se caracterizan por tener su toma de tierra directa de un punto de la fuente de corriente y la toma de tierra de las carcasas presentes está unida directamente con la toma a tierra de la fuente de corriente.

En estos sistemas es posible instalar dispositivos de protección contra sobre corrientes y dispositivos de protección contra corrientes de defecto, donde su instalación debe efectuarse aguas abajo del interruptor de protección. En caso de instalar un DPS tipo 1 o tipo 2 aguas abajo de un interruptor de corriente de defecto (RCD), debido a la corriente de choque derivada contra el punto de tierra el interruptor puede interpretarlo como una corriente de defecto según la sensibilidad del interruptor y disparar la protección.

Los DPS tipo 3 instalados en sistemas TN principalmente aportan una protección adicional contra sobretensiones transversales que aparecen entre L y N, originadas en su mayoría por sobretensiones de conmutación en circuitos finales de corriente. Estos DPS del tipo 3 deben estar antecedidos por una instalación correctamente dimensionada de DPS del tipo 1 y 2 que se encarguen de descargas de gran energía, debido a que estos DPS están diseñados para capacidades nominales de derivación de 1 a 2 KA.

En los sistemas TN podemos encontrar variantes posibles como sistemas TN-S en donde el conductor de neutro y el conductor de protección están separados y sistemas TN-C donde al contrario el conductor de neutro y el conductor de protección están combinados en un mismo conductor.

Sistemas TT

Los sistemas TT se caracterizan por tener su toma a tierra directa de un punto de la fuente de corriente, pero la toma a tierra de las carcasas de los equipos presentes está directamente conectada a tierra independiente al punto de la fuente de corriente.

La instalación de un DPS tipo 1 y/o tipo 2 se realiza entre fases y neutro con el objeto de garantizar que en el caso que uno de los varistores presente falla se dispare el dispositivo de protección contra sobrecorriente instalado aguas arriba como interruptores termo magnéticos, fusibles o dispositivos de protección contra corrientes de defecto (RCD) protegiendo el sistema contra descargas eléctricas bajo condiciones de fallo.

La capacidad de soportar corriente de rayo para un DPS tipo 1 conectado entre N-PE se dimensiona de acuerdo a los niveles de protección según IEC 62305-1 (Comisión de Electrotecnia Internacional, 2006).

La capacidad de derivación de los DPS tipo 2 conectados entre N-PE debe ser como mínimo 20KA en onda 8/20µS para sistemas trifásicos y de 10KA para sistemas monofásicos.

Estas características son de cumplimiento obligatorio debido a que estos descargadores instalados entre N-PE tienen que ser capaces de conducir la suma de las corrientes

46

parciales de derivación de todas las líneas y contar con una capacidad de apagado de corriente consecutivas de 100A.

Sistemas IT

Los sistemas IT se caracterizan por tener la toma a tierra aislada de un punto de la fuente de corriente mediante una impedancia y la toma a tierra de las carcasas de los equipos presentes está conectada de forma independiente al punto de la fuente de corriente. Para este sistema están admitidos los DPS`s como dispositivos de protección contra descargas eléctricas bajo condiciones de fallo que al producirse el primer transitorio tiene lugar a únicamente a un aviso. El sistema IT permite continuar con el funcionamiento sin riego alguno aun después de soportar el primer fallo, debido a que el conductor de potencial asume el potencial del conductor exterior defectuoso, lo que no supone riesgo alguno, ya que atreves de este conductor todas las partes metálicas pertenecientes a la estructura adoptan el mismo potencial.