La Verdad
Del Asunto
Se ha vuelto muy difícil la selección de los dispositivos de
Protección contra Sobretensiones más confiables y
rentables del mercado.
Hacer la selección correcta debe ser fácil, y con un conocimiento
suficiente y algo de sentido común, se puede lograr.
La siguiente es una colección de temas relacionados con la
Supresión de Tensión Transitoria presentada en un
formato que es conciso y preciso.
MCG Surge Protection • 12 Burt Drive • Deer Park, NY 11729 • WWW.MCGSURGE.COM • Teléfono (631) 586-5125 • 1-800-851-1508
MCG
SURGE
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Contenidos
Preguntas Frecuentes Sobre la Protección Contra Sobretensiones Consideraciones sobre los Rayos y los Transitorios
Anatomía de un rayo
Justificación Económica de la Protección Contra Sobretensiones Protección contra Sobretensiones Generalidades
Recomendaciones de Protección del Sistema Sugerencia “Hoja de Comparación de Productos”
Temas Importantes que usted necesita considerar Capacidad de Corriente Pico
Normas de Protección
“El Paso de” la Tensión – ¿Puede ser Reducida?
“El Paso de” la Tensión - Consideraciones del tamaño del cable Concepto Micro-Z – Para un Mejor Rendimiento
Las caídas de tensión a lo largo de cableado de alimentación Tensión AC Alta - Requiere Varias Estrategias
Otros Temas Importantes
Fusible y estrategias de desconexión térmica Redundancia – Verdad vs Falsa Redundancia Consideraciones de diseño modular y problemas Monitoreo yDiagnóstico
Expectativa de vida Factores Ambientales Cajas - NEMA
Notas de Instalación
Instalación: Preguntas y Respuestas
Diagramas de Cableado / Conexión de Fases
Consideraciones del interruptor de desconexión de Seguridad Tierra – El Concepto de un Solo Punto
Ideas Promovidas de Mérito Cuestionable Rastreo de Onda Sinusoidal y Filtrado EMI/RFI Circuito de Protección Híbrido
Equipo de Prueba – Útil o Ilusión Al Observar la Escena que Pasa
Tecnología Abierta - ¿Porque Tanto Secreto? Publicidad – Usos exóticos del Idioma Inglés Normas
Normas – Industria y Seguridad ANSI C62.41-2002 Formas de Onda Glosario de Términos Técnicos Garantía Indice
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Preguntas Frecuentes Sobre la Protección Contra Sobretensiones
Por qué la Protección contra Sobretensiones
La enorme proliferación de la utilización de equipos electrónicos sensibles, sensibles en virtud del circuito que tiene literalmente millones de transistores en un solo chip, predispone a cualquier discusión sobre la necesidad de protección contra sobretensiones. Existen circuitos cada vez más vulnerables a un entorno que es extremadamente hostil. Se somete diariamente a sobretensiones potencialmente perturbadoras y destructivas de los accidentes industriales, de conmutación de la red de servicios públicos, y, por supuesto, la caída de rayos. La defensa más lógica y rentable es la protección contra sobretensiones. Para servir mejor sus necesidades, se define lo que se quiere lograr:
•Para los apagones, los picos y los valles, se elige una UPS. •Para proteger un UPS, elegir un protector contra sobretensiones. •Para paros o daños por sobretensiones, elegir un protector contra sobretensiones.
•En caso de daños de puertos de I/O, elegir un protector de línea de datos.
¿Cuál es el tamaño apropiado del protector?
Una sobretensión que entra fácilmente en una instalación, esta se disipará subdividiéndose en todo el sistema de distribución de energía del edificio.
La capacidad de un protector contra sobretensiones está determinada por su previa ubicación. En el punto de entrada de la energía contenida en el aumento está en un máximo. Desplegándose en su viaje a través del sistema, habrá una menor magnitud a cada panel de ramal encontrado. Finalmente, la menor cantidad de corriente de sobrecarga dañina será experimentada por los medios profundos en el sistema.
Los protectores MCG van desde los puntos de los protectores del panel de servicio de entrada a los de bajo perfil de protección para equipos internos.
¿Por qué Protección contra sobretensiones por MCG?
MCG Surge Protection desde 1967 se ha especializado en el diseño, desarrollo y fabricación de protecciones contra rayo de alta magnitud, sobretensiones y los dispositivos de protección contra sobretensiones transitorias. MCG fue pionera en muchas de las innovaciones que son hoy en día un lugar común, como la modularidad, la redundancia, muy baja impedancia, cable "Micro-Z ", extensos diagnósticos locales para facilitar el servicio, la supervisión de eventos, alarma sonora, etc.
Un muy buen protector contra sobretensiones es uno que funciona bien y dura mucho tiempo. El DPS (Dispositivos de protección contra sobretensiones) deben tener una protección redundante, ser de diseño modular, un precio razonable y venir con un antes y después “soporte de ventas”.
¿Cómo elijo un protector contra sobretensiones?
El diseñador y al usuario de un DPS tiene la poco envidiable tarea de buscar entre los muchos y muy variados datos de rendimiento de los fabricantes de supresión de sobretensiones. Una de ellas sería prudente cuestionar afirmaciones del "mundo real" no realistas o no. Los datos de las especificaciones deben ser documentados y más fundamentadas con pruebas tales como rastros de alcance que verifiquen las pruebas en contra de las formas de onda definidas. La divulgación de la tecnología debe insistirse y los fabricantes tímidos deben ser considerados sospechosos.
¿Cómo funciona un DPS?
Supresión de sobretensiones transitorias y las sobretensiones se logra mediante el uso de varistores de óxido metálico (MOV), instalados en derivación con las líneas de corriente alterna. El MOV, en condiciones normales, es la representación de un elemento de alta resistencia que es prácticamente invisible en la línea. Cualquier transitorio que exceda el umbral (típicamente 125% del valor nominal) hará que la resistencia del MOV caiga rápidamente (en nanosegundos) para proporcionar un camino muy deseable para el exceso de corriente de sobretensión. Un DPS efectivo desviará transitorios perjudiciales inofensivamente lejos de la carga sensible a la velocidad de nanosegundos.
Cuando ocurre un evento y la supresión tiene lugar, un remanente o "El paso de" la tensión será lo que el equipo protegido verá. Obviamente, es deseable limitar este voltaje a un nivel bajo. Un factor importante en el logro de esto es la reducción de la impedancia a la sobretensión. Aquí es donde brilla MCG.
¿Qué significa exactamente "Micro-Z"?
Cualquier impedancia entre la línea de alimentación y tierra inhibirá la desviación de corriente transitoria a tierra. Dos condiciones son necesarias para que una distracción aumento sea eficaz:
1.) Mantenga la impedancia “baja” de los cables de conexión del DPS a la línea de alimentación de AC al hacer el cableado corto y directo. Revista todos los cables firmemente juntos y pegue el cable en toda la longitud del recorrido de alambre. El cableado bien construido Micro-Z propio de MCG tiene un 50% menos caída que el cableado convencional.
2.) La impedancia interna del DPS debe reducirse mediante una cuidadosa atención al diseño. Los circuitos internos y el cable Micro-Z patentados de MCG han sido diseñados para crear un camino de baja impedancia facilitando el camino a través del dispositivo de protección que significativamente reduce recursos de la caída de tensión en el cableado interno del DPS.
(cont en p.4)
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La combinación de los beneficios de una impedancia interna en un DPS se reduce con una conexión de baja impedancia a la fuente de AC esto permite a MCG utilizar varistores de óxido metálico de tensiones más altas sin sacrificio en el rendimiento de supresor de sobretensiones. El espacio libre adicional por encima del +/- 10% de la tensión de línea de potencia nominal se traduce en una mayor vida útil del DPS.
Tiempo de respuesta - ¿Cuán rápido debe ser?
Las reclamaciones se hacen de menos de un nanosegundo de respuesta (y de vez en cuando) menos de un picosegundo para fijar un transitorio. Esto debe llevar a una reflexión. Un nanosegundo es una mil millonésima parte de un segundo.WOW! ¿Cómo se mide físicamente esta velocidad para verificar el reclamo? Una mirada a la literatura publicada por los fabricantes de MOV muestran estos números, pero la lectura adicional revelará que se basan en el elemento MOV operando en ambientes de menos plomo, coaxiales. MUNDOS NO REALES. Es de sentido común que el MOV colocado en un DPS debe tener derivaciones a la línea de alimentación y la inductancia resultante hace que los tiempos de respuesta de demandas sean poco realistas. Organizaciones como NEMA y Underwriters Laboratories (UL) han optado por ignorar esta especificación completamente de aquí que los MOV tienen tiempos de respuesta de 100 a 1000 veces más rápido que cualquier transitorio que probablemente encuentre.
¿Cuál es la diferencia entre el umbral de tensión y tensión residual?
El Umbral de tensión es el punto en el que un DPS conduce cuando 1mA de la corriente está siendo enviado a la entrada. Por sí mismo, está incompleto como criterio de desempeño. La tensión residual es la medida, con un osciloscopio, se aplican las Normas de prueba de las formas de onda en los terminales del DPS, tales como las definidas por ANSI / IEEE C62.41-2002.
Las Normas Underwriters Laboratories UL 1449, 2nd Ed. establece rangos de supresión para comparar los DPS. Las unidades de DPS se prueban a 6000V, 500Amps (forma de onda 8x20us) y se mide la tensión de SVR. A modo de ejemplo: una gama UL establecida es de 400 voltios. Si los resultados del DPS fueron 340 voltios y otro a 390 voltios, UL clasifica ambos como unidades de 400 voltios, teniendo en cuenta que la calificación UL es una gama. Los niveles de supresión "reales" deben tenerse en cuenta al comparar los DPS.
¿Qué debo saber sobre Absorción de Energía?
Un varistor de óxido metálico desvía, absorbe y disipa la energía de un transitorio. De ello se desprende que esta actividad debe ser medida en unidades de energía (julios). Julios, como una medida del rendimiento del DPS, puede ser útil cuando se comparan las unidades que emplean tecnología MOV.
Más julios generalmente se traduce en una mayor vida útil de diseño. Sin embargo, un fabricante debe justificar los datos publicados.
Si un protector contra sobretensiones tiene una calificación de 4000 julios, (8x20us) y otro tiene una calificación de 2000 julios (8x20us), entonces el protector de 4000 julios tiene una esperanza de vida útil 10 veces mayor que la del segundo protector. Los Julios importan!
¿Qué significa "Corriente de sobretensión" (8x20us) realmente en una hoja de datos de MCG?
Estas son calificaciones de vida. Para ilustrar, tomemos la calificación final de 10.000 impulsos a un nivel 5000A. Esto indica que el DPS puede desviar un transitorio de 5000 Amperios, diez mil veces. Esto se traduce en la supresión de un transitorio 5000 Amp diariamente (festivos incluidos) de 27,4 años. No está nada mal! ¿Cuál es la probabilidad de que ocurra? Muy improbable. Por consiguiente la vida del DPS será muy larga.
¿Qué se entiende por "Modos de Protección"?
Los modos de protección son elementos del MOV conectados de línea a neutro, línea a línea, línea a tierra y neutro a tierra. Para un sistema en estrella, esto es 3-línea a neutro, 3-línea a tierra y 1-neutro a tierra, o 7 modos de protección.
Seguimiento de la onda sinusoidal - ¿real o mito?
Ambos, realmente
El objetivo es eliminar el "ruido" eléctrico y esto generalmente se logra mediante la adición de condensadores a los circuitos de protección. El ruido eléctrico en general es de origen local (fotocopiadoras, luces fluorescentes, aspiradoras, ascensores, etc.), el lugar real de resolver eficazmente este problema es a nivel de equipo. La protección contra el ruido en el lugar de entrada de la casa ("antes de que el ruido") parece ser algo de un mito.
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Anatomía de un Rayo
Lo Que Se Puede Esperar*
Su primera línea de defensa - Protección de entrada del edificio
Una de las mayores corrientes transitorias de rayos registrados fue 210kA con una duración de decenas de nanosegundos. Por el momento, la mayor amenaza para los equipos sensibles son los rayos que impactan las líneas de energía eléctrica con líneas aéreas que luego generan un transitorio en una instalación.
Su segunda línea de defensa
Otras fuentes muy comunes de los picos de voltaje transitorio que ocurren en lo profundo de un edificio son causadas por ascensores, fotocopiadoras, aparatos de aire acondicionado, soldadores de arco, etc. un protector contra sobretensiones de dimensiones adecuadas ubicado en el panel secundario suprime de manera muy eficaz los transitorios generados localmente. Cualquier de las tensiones transitorias que llegan a un panel de servicio protegido se limitarán a unos niveles seguros de tensión.
*Surge Protection: Dónde y Cuánto? - Dion Neri/MCG Electronics in EC&M, Mar. 1997, page 58.
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Justificación Económica de la Protección
Contra Sobretensiones
Los DPS vienen en diferentes tamaños
Los DPS de entrada deben proporcionar una capacidad muy importante de desvío de la tensión, mientras que un equipo dentro de un edificio puede equiparse con un protector mucho más pequeño para hacer frente a los efectos del rayo residuales y los transitorios generados localmente.
Una descarga directa de rayo puede tener picos de corriente de hasta 200kA
Estos transitorios de amplitud muy alta generados por los rayos son, afortunadamente, relativamente pocos. Estos posibles - pero algo improbables eventos - deben ser tomados en serio en los sitios que tengan un historial de descargas directas, descargas cercanas a torres altas, descargas a las chimeneas industriales o descargas en el estacionamiento. Estas situaciones requieren un dispositivo de protección contra sobretensiones robusto y capaz en una forma rápida y fiable el desviar las tensiones muy grandes de forma segura en el punto de entrada del edificio.
Afortunadamente, la mayoría de los rayos son de magnitud más moderada
Sin embargo, son mucho más frecuentes, con picos de tensión de 5kA a 20kA y extraordinariamente con 100kA de amplitud. Se ha estimado que un rayo cae sobre los 48 estados de USA con una frecuencia de 9 - 20 millones de descargas por año.
Otro factor a considerar es el costo económico
asociado con el equipo dañado operturbado y la pérdida de capacidad de producción y la productividad del trabajador. Estos costos inesperados en una instalación crítica, como los bancos, aeropuertos, fábricas, edificios de oficinas, etc., serían muchas veces superior al costo de los DPS más robustos. Un protector contra sobretensiones de alta resistencia, que cuesta $ 3650, utilizando un cálculo de la vida a diez años (la vida real = 20 años en MCG), proporcionará excelente protección contra sobretensiones de 24 horas a un costo de U$1.00 por día.
Protectores contra sobretensiones de menor tamaño se pueden emplear
más puntualmente dentro del edificio a un costo considerablemente
menor por día.
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Recomendaciones de Protección del Sistema
Este gráfico muestra un sistema de
distribución de energía típico dentro de un
edificio y sugiere el tamaño correcto de los
protectores a utilizar a lo largo.
Las Sobretensiones más graves (rayos,
conmutación de servicios públicos, etc.) son
los más probables que se encuentren en la
entrada del edificio o en el panel de
distribución.
En un lugar con probabilidad de rayo, los kVA
nominales del transformador de distribución al
servicio de la construcción, y el riesgo
financiero asociado con el tiempo de
inactividad
se
determina
que
la
recomendación adecuada de protección es
(160kA+). Consulte MCG para la evaluación
de la ingeniería.
En la zona media del edificio, los transitorios
adicionales son causados por el ciclismo o
apague, o la puesta en marcha y desconexión
de grandes cargas inductivas (por ejemplo,
ascensores y aparatos de aire acondicionado),
así como las operaciones de fusibles o
interruptores automáticos. Un protector de
sobretensión modular de tamaño medio (100 a
150kA), suspenderá la sobretensión en el
panel secundario, esta es una buena opción!.
En el panel de servicio local, muchas de las
sobrecargas son el resultado de la operación de
equipos de oficina, es decir, fotocopiadoras, la
iluminación
fluorescente
y
aires
acondicionados. Un protector más pequeño de
la clase 80kA o 40kA es el más adecuado.
Para aplicaciones OEM, usar un protector de
sobretensiones de CA de tensión nominal de
10kA que incluya filtro de network dentro de
él.
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Hoja de Comparación de Productos
Ubicación Entr
ada und.Sec Local Panel
MCG
Competidor
Comentarios
Modelo
Tensi
ó
n Nominal (50/60/400Hz)Servicio
(Fase, Y/delta, etc.)MCOV
Capacidad de rendimiento Supresión de tensión: 3kA (8x20us) Supresión de tensión: 10kA 8x20us)
V V
Tiempo de respuesta Energía (Julios) 8/20us UL 1449 Listado
(Incluidos los requerimient de Feb. 9th 2007)
--- --- No es un problema
DPS Vida (8x20) @ I Pico
1 Evento - NEMA LS-1 Nominal 10,000 Eventos
Diagnósticos
Contador de eventos transitorios Contador LED del panel frontal Indicadores LED internos Indicadores de alarma audible Capacidad de alarma remota
Seguridad
Fusible/MOV Coordinación Desconexión térmica Mantenimiento Protección redundante
Módulos reemplazables y fusibles Diseño de vida (mínimo)
Ambiental Altitud de funcionamiento Temperatura de funcionamiento A A si si si si si si si 20 años a 13,000 ft. -40o a +70oC
Independiente, 3ra prueba.
Mecánico
Tipo de caja (NEMA 4, 12) Dimensiones de Montaje Peso del producto Garant
í
aReemplazo de unidades
Reemplazo de módulos y fusible
20 años De por vida.
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Capacidad de Tensión Pico ¿Cuánto se Necesita?
No hay una respuesta simple. El número de descargas de rayos que ocurren en los 48 estados de Estados Unidos varía de 9 a 20 millones de relámpagos por año. Lo que visualmente parece ser un rayo puede ser hasta 2-23 impulsos separados, con diferentes tensiones de pico y formas de onda. La tensión pico (I peak) es la especificación más visible que un DPS posee. Un tamaño de protector contra sobretensiones, ubicado en la entrada del edificio, depende de la geografía, las características de la línea de alimentación y los riesgos económicos que está dispuesto a aceptar. Protectores de sobretensión más pequeños se pueden utilizar de manera eficaz en los paneles locales y secundarios. Una conversación de cinco minutos con un ingeniero de MCG puede ahorrar horas de tiempo de diseño.
Las tensiones de descargas del rayo vienen en muchas magnitudes - desde pequeños hasta muy grandes Naturalmente, de vez en cuando, se producirá una tensión de descarga de rayo en el rango de 200kA a 300kA. Sin embargo, la gran mayoría de las tensiones pico se producirá a partir de 5kA 20kA. En los EE.UU., las oficinas de centrales telefónicas han estandarizado con éxito los protectores de sobretensión con 20kA, con tipo de onda 8/20us. ¿Dónde caerá un rayo? es impredecible. Lugares tales como campos abiertos, campos de golf, montañas, edificios altos, torres, chimeneas industriales y muy frecuentemente, líneas eléctricas aéreas. La mayor amenaza, por el momento, a los equipos vendrá de la caída de rayos a las líneas eléctricas.
¿Cómo se define un rayo?
Los ingenieros eléctricos y físicos de EE.UU., Europa y Asia han definido tener amplitudes y formas de onda definidas para modelar los parámetros del rayo. Los factores considerados fueron: la geografía, los sistemas de poder existentes y las experiencias de las personas en los campos. Para la entrada del edificio, el Grupo de normas IEC se posó en una forma de onda 10/350us, mientras que el grupo IEEE (ANSI C62.41 después) se instaló en la forma de onda 8/20us. Al parecer, el grupo IEC eligió una forma de onda de muy alta tensión para proteger contra cualquier rayo concebible. El grupo de la norma ANSI C62.41 eligió las formas de onda de corriente de rayo que eran más probable. Existe un considerable desacuerdo dentro de la comunidad IEC en cuanto a la validez de la forma de onda 10/350us. Dentro de la comunidad ANSI C62.41, existe un alto acuerdo en cuanto a la utilidad de la forma de onda 8/20us.
El Enfoque de USA: ANSI C62.41 - 2002 El Enfoque Europeo: IEC Norma 61643 ¿Qué Norma utiliza MCG y Por qué?
La Norma ANSI C62.41 ha dado excelentes resultados para el dimensionamiento de los protectores de sobretensión para su uso en la entrada del edificio y además dentro del edificio.
Además, MCG emplea la Norma NEMA LS-1 para certificar sus módulos y protectores de sobretensión (Serie XT y la Serie LS) para cubrir impulsos de 200kA 8/20us con éxito - sin daños. Estos dispositivos son probados por un organismo de pruebas tercero independiente.
La Prueba está en el Postre
El número de los DPS con MOV que ahora protegen sitios en los EE.UU. y en todo el mundo es muy alta - son millones y sigue creciendo. Fracasos en los protectores han sido poco frecuentes y debidos principalmente a los sistemas de tensión regulados inadecuadamente. El uso de varistores de MCG en las cabeceras virtualmente elimina las fallas debido a las sobretensiones de utilidad común.
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Normas de Protección – “Normas CBEMA”
Equipo susceptible a los daños generados por transitoriosLos fabricantes de ordenadores no reconocen los umbrales de sensibilidad de sus equipos. Su reluctancia tiende a ser comprensible, ya que esta información puede y probablemente sería utilizada por sus competidores - en su perjuicio.
Normas FIPS
Publicaciones de The Federal Information Processing Standards (FIPS – “Normas Federales de Procesamiento de la Información”), “Guidelines on Electrical Power for Automatic Data Processing Installations,” (“Directrices
sobre la energía eléctrica para instalaciones de procesamiento automático de datos”) (FIPS Pub. DU294)
incluyen un perfil de susceptibilidad (curva CBEMA) que es un objetivo de diseño para los diseñadores de hardware. El perfil muestra la relación entre los niveles máximos permisibles de supresión de tensión, tensión del sistema y la duración de sobretensiones.
CBEMA Standard
La Asociación de Fabricantes de Equipos Informáticos y Empresariales proporciona un perfil de rendimiento para equipos de computación conocida como la curva CBEMA. La curva ilustra la tensión transitoria pico admisible cuando la tensión de red y la duración transitoria se consideran.
¿Los niveles residuales publicados de los DPS son realmente realistas?
No. Los fabricantes de DPS generalmente informan sólo la capacidad residual de sus DPS a partir de 6" (~16cm) del cable de conexión del cableado para el protector. Este es un requisito UL 1449 para estandarizar la medición de comparación entre fabricantes de protectores contra sobretensiones. Sin preocupación se hace de las grandes caídas de tensión que se producirán en el cableado real entre el protector contra sobretensiones y el panel de servicio.
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El Paso de la Tensión
¿Puede Ser Reducida?
La inductancia del cableado presenta un camino relativamente de alta impedancia a tierra. Esto
puede producir caídas de tensión no deseados que causan altos "pasos de" tensiones transitorias
que aparecen a través de equipos sensibles.
El siguiente diagrama ilustra la distribución de las caídas de tensión y cómo la suma de las
caídas de tensión aparece a través de la carga.
Esta inductancia indeseable está presente en el cableado de la línea de alimentación de AC al
protector, así como dentro del propio protector. Protectores convencionales intentan reducir al
mínimo la impedancia inductiva con:
1.) El uso de cableado muy corto - holgura mínima, no hay caídas extra, no hay bucles.
2.) El uso de conductores de gran diámetro para la conexión a la línea de alimentación de
AC.
3.) Revestir todos los cables firmemente juntos, unir o atar - envolver en toda su
longitud.
Mientras que éstos ofrecen algunos beneficios, se quedan cortos de lo que se puede lograr. Para
minimizar verdaderamente inductancia, el enfoque MICRO-Z para el control inductivo captara
su atención.
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El Paso de la Tensión – Consideraciones del
Tamaño del Cable
Es deseable limitar la tensión residual que aparece a través de los equipos sensibles aguas abajo a
un valor tan bajo como sea práctico. El cable tiene dos características inherentes que aumentan la
tensión residual de un estabilizador de tensión instalado. Estos parámetros son su inductancia en
micro henrios (uH) y es la resistencia, en ohmios. Es deseable mantener la inductancia y la
resistencia del cableado con valores bajos para reducir la caída de tensión inherente que se
producirá a lo largo del alambre. Esto podría implicar el uso de cables de gran diámetro. Tamaños
de cable grandes cuestan bastante más en materiales y mano de obra para instalar.
Inductancia del Cable
El valor de la inductancia aumenta con la longitud del cable y disminuye a medida que aumenta el
diámetro de alambre. En una longitud dada, la inductancia del #10 AWG y el cable 4/0 AWG es
esencialmente equivalente, a pesar de que los hilos circulares difieren en una relación de 40/1.
Una inductancia de un cable 4/0 es 1,0uH por 40" de largo. Área=420000 circular mils.
Una inductancia de un cable #10 AWG es de 1,1uH por 40" de largo. Área=10380 circular mils.
Observación: La inductancia del cable #10 AWG es equivalente a la del 4/0 AWG.
Consideraciones de la Resistencia del Cable
El valor de la resistencia aumenta con la longitud del cable y disminuye a medida que aumenta el
diámetro del alambre, la tensión que cae a través del cable #10 AWG y el 4/0 AWG son tan bajos
que pueden ser ignorados.
• La resistencia del cable 4/0 AWG es 0.049 mili ohmios/pie. Un pulso de 10kA tendrá una caída de 0,5
voltios por pie.
• La resistencia del cable #10 AWG es 0.999 mili ohmios/pie. Un pulso de 10kA tendrá una caída de 10
voltios por pie.
Conclusi
ó
n
El cable 4/0 AWG no ofrece ninguna ventaja significativa sobre el cable #10 AWG. Para
mínima tensión residual, mantener los alambres tan cortos como sea posible. Muchos de los
protectores de MCG incorporan cableado de alimentación "Micro-Z" sin costo adicional.
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Patente del Concepto Micro-Z Para un Mejor
Rendimiento
El concepto Micro-Z combina el diseño patentado interno del protector contra sobretensiones con
una innovadora configuración de cableado externo. La combinación produce una tensión residual
significativamente menor a través de la carga. El enfoque Micro-Z se compone de tres partes:
El Cable Micro-Z se conecta entre el panel de servicio y el protector contra sobretensiones
El Cable Micro-Z obliga a una y muy eficiente cancelación del campo magnético dentro del cable.
Esto resulta en una correspondientemente baja caída de tensión inductiva a lo largo del cable que es
50% inferior a la lograda con un cableado convencional
Enfoque de construcción Micro-Z (U.S. Patente No. 5, 303, 116)
La construcción Micro-Z reduce la impedancia interna del DPS mediante el diseño de la disposición
física para crear la cancelación de los campos magnéticos. Esto resulta en menores caídas de tensión
a través de cableado interno del protector contra sobretensiones.
Micro-Z Buss de Poder
El multiconductor Micro-Z ofrece varios hilos de cobre sólido de extraordinaria capacidad de
tensión pico para el manejo de corriente dentro del protector contra sobretensiones.
Conclusi
ó
n
El concepto de Micro-Z mejora significativamente la sobretensión a tierra que resulta en una
tensión transitoria mucho menor en los equipos sensibles aguas abajo.
Corte Transversal del Cable MICRO-Z que Muestra la Ubicaci
ó
n de Cada ConductorLa mayoría de los protectores de sobretensión de MCG están equipados con cable Micro-Z ya instalado.
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Las caídas de tensión a lo largo de cableado
de alimentación
Caída de tensión en el Cable - Micro-Z vs. #6 AWG
Condiciones de prueba:
El Generador de Pulsos Velonex
entrega una forma de onda est
ándar
ANSI C62.41 (6kv / 3kA, 8/20us) en
un par de cables de 12 pies, que
consta de dos Cables #6 AWG de
alimentación,
herméticamente
sellados a lo largo de toda su longitud.
Medidas:
Mediciones de caída de tension se
hicieron a intervalos de 1 pie a lo largo
de la longitude del cable.
Cable Micro-Z
La configuración axial del cableado de alimentación del protector del panel de servicio forza la
cancelación del campo magnético dentro del cable. Esto da como resultado una correspondientemente
baja "inductancia" caída de tensión a lo largo del cable que es hasta 67% más bajo que los enfoques
convencionales de cableado.
Observación
Su equipo sensible se expone a una tensión transitoria pico que es la suma de "Tensión residual" del protector
de sobretensión + la caída de tensión de cable, que es una función de su longitud.
Ejemplo
Un protector contra sobretensiones diseñado para su uso en un servicio de 120 VAC limitará un
transitorio de 6kA/3kA (8x20) a una tensión de 464V residual en sus terminales.
...con 3 pies de cable #6AWG, la exposición total del equipo: 464V + 220V = 684V
...con 3 pies cable Micro-Z, la exposición total del equipo: 464V +70V = solo 534V
Usando 9 pies de cable Micro-Z, la exposición total del equipo será: 464V + 207V =671V, o
aproximadamente lo mismo que 3 pies de cable #6 AWG.
Conclusión:
El uso del cable Micro-Z reduce la tolerancia de tensión hasta 150 voltios.
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Sobretensión de Operación Permanente.
Requiere Varias Estrategias
La sobretensión permanente es una condición de largo plazo, es la tensión anormal
cuya amplitud es 10% mayor que la tensión de línea nominal. Los MOV se dañan
cuando la tensión de red supera la Máxima Tensión de Operación Continua del
protector contra sobretensiones (MCOV), que suele ser un 15% superior a la tensión
nominal de la línea AC.
Un protector contra sobretensiones tiene requisitos de competencia que se
deben cumplir.
El equipo sensible requiere una baja tensión residual en la línea de alimentación.
El equipo sensible debe ser protegido en una corta duración (microsegundos) de los
transitorios de alta tensión que aparecen en las líneas de alimentación de AC y que
causan daños internos a los semiconductores, microprocesadores, etc.
El DPS necesita soportar una mayor tensión residual si quiere sobrevivir.
El peligro de un DPS se produce cuando sus MOV intentan sujetar el pico anormal
de la sobretensión de operación permanente. Los MOV comenzarán a
sobrecalentarse y la corriente de línea AC, que produce el calentamiento, será muy
por debajo de la corriente de funcionamiento del fusible. El calentamiento del MOV
se prolongará, producirá humo, se crea hollín y se dañará a sí mismo y a sus
componentes vecinos. Se producirá el mayor daño del protector.
Las Soluciones
• Utilizar MOV de tensiones superiores que sea mucho menos susceptibles a las
tensiones de línea AC.
• Utilizar una conexión de cable Micro-Z desde el protector de sobretensión hasta el
panel de alimentación de AC que mantenga la caída de tensión inherente del cable a
un mínimo. La caída de tensión menor en el cable Micro-Z compensa fácilmente las
tensiones altas del MOVs.
• Utilice un protector que tenga desconexiones térmicas internas que saquen de
operación cualquier MOV que se esté sobrecalentando
Precaución:
Una tensión residual inferior se puede lograr mediante el uso de varistores de
óxido metálico de tensión nominal inferior. Sin embargo, se obtiene la pequeña
reducción en la tensión residual y se da un gran aumento del riesgo de un fallo
del protector contra sobretensiones.
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Fusible y Estrategias de Desconexión Térmica
Fusible KAIC
Los protectores contra sobretensiones están conectados en paralelo con las líneas de corriente
alterna. En ocasiones, una sobretensión causada por un rayo severo puede causar que un
elemento MOV falle como un cortocircuito, lo que obligaría a su fusible serie para abrir y retirar
el MOV cortocircuitado de la línea de corriente alterna. El fusible debe ser capaz de interrumpir
la línea de alimentación cortocircuitada de la tensión de falla. La corriente de corto circuito rms
disponible está limitada por la impedancia del transformador de distribución y sus cables de
conexión. Un fusible con 200.000 Amperios de interrupción de corriente (KAIC) ha demostrado
ser universalmente adecuado para casi todos los tamaños.
El KAIC no debe confundirse con la capacidad de manejo de la tensión I pico de los protectores
de sobretensión.
• El KIAC aplica solo a líneas de 50/60 Hertz con tensiones de corto circuito.
• I pico aplica a grandes amplitudes, con impulsos de microsegundos – como un rayo.
Fusible/Coordinación MOV
Es esencial que los fusibles de un protector contra sobretensiones resistan una corta duración
de alta amplitud de corrientes transitorias sin abrirse en el curso de las actividades normales de
supresión. Una adecuada coordinación de fusibles/MOV requiere además que un fusible se abra
rápidamente en un punto justo antes del punto de falla del MOV. Por ejemplo, un MOV de
40mm tiene una calificación I pico de 40kA para una forma de onda 8x20µs. En realidad está
más cerca de 50kA, calificación 8x20µs. Es importante que el fusible sea capaz de abrirse
rápidamente cuando se supera la calificación de 40kA. Las características de los fusibles varían
ampliamente y no todos los fusibles son adecuados para las actividades de coordinación.
Capacidades de Desconexión Térmica
En las líneas de alimentación de AC que no están bien reguladas, de vez en cuando sucede que
la línea de alimentación de AC aumentará repentinamente en un 30% a 50%. Esta tensión de la
red hará que MOV del protector contra sobretensiones trate de limitar la tensión pico de la onda
sinusoidal mediante la desviación de la tensión de la línea de AC a través de los MOV a neutro.
Los MOV se sobrecalientan rápidamente, se convierten en un cortocircuito y rotura.
Una desconexión térmica es un dispositivo, montado en o cerca de cada elemento MOV, que
responde a un calentamiento excesivo del MOV desconectando mecánicamente el MOV para la
línea de alimentación. Cada MOV debe ser protegido de forma individual y el mecanismo de
desconexión térmica no debe ser sensible a la orientación física.
MCG emplea actualmente varistores protegidos térmicamente en una serie de protectores. Estos
nuevos varistores protegidos térmicamente contienen un fusible térmico integral que supera a
cualquier mecanismo térmico exterior, proporcionando así la máxima seguridad al protector.
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Redundancia Verdadera vs Falsa Redundancia
Múltiples rutas de protección a tierra son críticas. Un rayo consiste a menudo en varios
golpes de corriente a las líneas de energía, o la tierra. Tanto como desde dos a veinte golpes
pueden ocurrir en un solo evento de rayo.
Para proporcionar una protección adecuada del sistema, la protección contra sobretensiones de entrada
del edificio tiene que tener al menos dos, y preferiblemente varias secciones paralelas de protección por
fase independientemente fusionados. El fracaso de una sola sección de protección en un protector contra
sobretensiones, en una tormenta eléctrica severa por ejemplo, puede que no sea catastrófica. La
protección del sistema seguiría siendo mantenida.
Se recomienda que este concepto de redundancia continúe a nivel medio del edificio/rama,
mientras que en el servicio local protectores de panel se pueden emplear con seguridad en los
enfoques de protección individuales.
La protección redundante "Backup" Sin fusión adecuada es un eslabón débil. Para
conseguir una protección sólida, fiable y sin soplar fusible, debe coincidir la capacidad de tensión del
fusible con capacidad nominal de tensión pico del MOV.
Falsa Redundancia
Múltiples caminos de corriente: Si
Protección Redundante: No
Si la F1 falla:
La capacidad de supresión
se elimina por completo.
Verdadera Redundancia
Múltiples Caminos de Corriente: Si
Redundante: Si - 4x
Si la F1 falla:
La capacidad de supresión se
reduce al 75% del nominal
Fase Fase
F1 F1 F4
40kA 40kA
Conclusión:
La redundancia verdadera requiere múltiples fusibles y múltiples MOV y una coordinación efectiva entre
fusibles/MOV.
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Consideraciones de Diseño Modular y Problemas
El diseño modular en la construcción es un enfoque diseñado para ayudar a la reparación y
el mantenimiento de un DPS cuando se instala en un sitio. Estrechamente asociadas con el
diseño modular es la necesidad de identificar el módulo defectuoso(s) en caso de fallo.
Localización del Módulo Defectuoso
Por lo general, en el protector contra sobretensiones operará un panel frontal LED cuando se
produce un fallo interno. Protectores bien diseñados indicarán por LED (u otros medios), el
módulo defectuoso en cuestión.
Los Protectores que Empleen Construcción Modular son Reparables
Cuando es identificado un módulo defectuoso se puede desenchufar o desatornillar de forma
rápida. Típicamente, los módulos removibles pueden ser reemplazados en 10 a 15 minutos.
Algunos Protectores No Modulares Tienen Varias y Graves Limitaciones
• Si se indica un fallo, la unidad o una parte importante de ella deben ser removida y
reemplazado por un sustituto, o enviados a la fábrica para su reparación. Estas unidades no
son del todo reparables ya que los elementos de protección críticos a menudo son
encerradas en una mezcla de material epóxico.
• El uso de MOV de bajo costo crea un problema de monitoreo muy grande. ¿Debe
controlarse cada combinación fusible/MOV? Esto aumenta considerablemente el costo del
monitoreo por un factor de cinco veces más en MOV de 34 mm cuadrados o 40 mm en
redondos. Un enfoque alternativo es monitorear grupos de combinaciones MOV / fusibles.
Esto reduce el costo y la complejidad de vigilancia, pero crea otro problema grave.
• Cuando se exponen a tensiones transitorias, Los MOV fallan al azar - soplando su fusible
en serie, esto no indica necesariamente una capacidad de protección reducida. Fallos
aleatorios entre los diversos grupos pueden conducir a una capacidad de protección contra
sobretensiones muy reducida, sin que se dé la alarma.
Cuando se necesite capacidad de protección - puede que no esté allí.
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Monitoreo y Diagnóstico
¿Por qué es Necesario el Monitoreo?
Los protectores contra sobretensión limitan las tensiones transitorias que aparecen en la línea de alimentación a un valor menor que niveles de susceptibilidad de los equipos sensibles. Es importante saber inmediatamente cuando la capacidad de un DPS ha disminuido, ya sea a través de la degradación a largo plazo en un modo "standby" o que estén involucrados en la actividad de supresión activa.
Factores que Afectan la capacidad del DPS Degradación a Largo Plazo
A pesar de que se crea indocumentado, por lo contario, los extensos datos de fiabilidad sobre MOVs indican que no hay degradación significativa a largo plazo de los varistores de óxido metálico en modo stanby. Ver el manual, Harris “1995 Transient Voltage Suppression Devices” Dispositivos de supresión de tensión transitoria, paginas 5-20. Falla en el Servicio Activo
"Los varistores fallan inicialmente en un modo de cortocircuito cuando se somete a las sobretensiones más allá de sus capacidades de energía de corriente pico. También cuando la línea opera en cortocircuito en estado estacionario hay tensiones más allá de sus capacidades...” (Harris Handbook, page 6-6.) Un DPS de capacidad adecuada para la aplicación funcionará sin interrupción durante 20 o más años.
Práctica de Monitoreo de Tensión
La mayoría de los protectores proporcionan un fusible en serie con el MOV para desconectarlo de la red eléctrica si el MOV falla. Mediante el control de la apertura del fusible, el sistema de protección indica una disminución de la capacidad de protección. Para manejar corrientes transitorias muy grandes, es una práctica común para los MOVs en paralelo con cada MOV tener un fusible en serie. Es en este punto que hay una divergencia en la filosofía de protección.
El Enfoque Conservador
Todas las secciones de fusibles/MOV requieren ser monitoreados cuando se provoque un fallo de cualquier sección, la indicación de falla interna inmediata por LED, sonido, etc., que se produzca. Además, el LED del panel debe indicar una menor protección. Algunos protectores de sobretensión indicarán el porcentaje de capacidad de protección restante para cada fase. Este enfoque es eficaz al 100%. Señala un mal funcionamiento de inmediato con sólo un costo adicional leve, en comparación con un enfoque de supervisión menos amplio.
El Enfoque Mínimo - A Espera De Que Un Desastre Suceda
El enfoque mínimo se observa sólo en unos pocos, y, a menudo sólo una combinación de circuito de fusibles/MOV y las señales de disminución en la capacidad de protección cuando se abre un solo fusible. Desafortunadamente, algunos fabricantes siguen utilizando este método para controlar la integridad de la protección.
El enfoque mínimo tiene un grave defecto - los fusibles no monitoreados se pueden abrir y habrá desgaste muy importante de protección y sin conocimiento de nadie. En algún momento en el futuro, un gran aumento transitorio aparecerá y el fusible final se abrirá. Equipos sensibles aguas abajo estarán expuestos a daños catastróficos debido a un número insuficiente de MOV para manejar una tensión de descarga grande.
Conclusiones
• Cada circuito fusible/MOV debe ser monitoreado para evitar la reducción oculta de la protección. • Los Indicadores del panel frontal son obligatorios para señalar los problemas internos.
• Emplear LEDs internos para identificar módulo(s) y el fusible(s) defectuosos. • Proporcionar contactos de relé con capacidad de señal remota para el monitoreo.
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Expectativa de Vida
Durabilidad del Producto
Es útil conocer la durabilidad de los protectores de sobretensión de diferentes fabricantes.
Escala de Capacidad de Energía
La capacidad de energía de un protector con MOV está directamente relacionada con su
capacidad para manejar un gran número de impulsos transitorios estandarizados (8x20µs). La
esperanza de vida relativa de los protectores a base de MOV competitivos puede ser
fácilmente evaluada mediante la comparación de sus clasificaciones en julios. En cualquier
comparación, las variaciones en la capacidad en Julios son del +/- 10% las cuales no se
consideran significativas. La capacidad del DPS en Julios debe compararse con la misma
forma de onda de 8/20 microsegundos y la misma tecnología del MOV.
La Comparación a Recordar
Una regla fácil de recordar es que si un protector tiene el doble de capacidad en julios que
otro, entonces la esperanza de vida es diez veces más larga debido a las características no
lineales del MOV.
Altitud
Factores Ambientales
El funcionamiento a altitudes de hasta 13.000 pies. (4000m) es deseable, ya que cubre todos
los sitios más extremos. Diseños de supresores de sobretensiones de alta altitud requieren
mayor espaciamiento del conductor que proporcione un margen adicional de seguridad.
Temperatura
Las temperaturas de funcionamiento de -40°C a + 55°C cubrirán la mayoría de aplicaciones.
Es deseable que los componentes estén clasificados a 85°C.
Humedad
Las unidades de protección deben operar de manera confiable en el 95% de humedad, sin
condensación.
Cajas NEMA
NEMA 4
Uso general
Ubicaciones interior/exterior Tiempo y resistente al agua Acero de calibre 14
Hardware de acero inoxidable
NEMA 4X
Deberes EspecialesLugares al aire libre/corrosivo/Seco
El tiempo, el agua y resistentes a la corrosión Acero inoxidable de calibre 14
Resistente a la corrosión Material en acero inoxidable
NEMA 12
Trabajo liviano Ubicaciones de interiorLa suciedad y el polvo resistente A prueba de goteo
14 Indicador de Acero Material estándar
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Instalación: Preguntas y Respuestas
¿Debería el DPS estar en el lado de línea o de carga de un panel de servicio?
El DPS, cuando se instala en el lado de línea de un panel de servicio, protegerá
continuamente todas las cargas conectadas al panel de servicio. Si alguna de las cargas se
elimina por la operación del interruptor de circuito, las cargas restantes seguirán siendo
protegidas. Por razones de seguridad, el lado de la línea del protector contra
sobretensiones requiere un fusible dedicado y/o dispositivo disyuntor de sobrecorrientes
dimensionado para el calibre del cable del protector. Sin embargo, los DPS que aparecen
en UL1449 sólo deben conectarse a un lado de carga del interruptor principal. La
Conexión al lado de la línea no se recomienda por razones de seguridad.
¿Podemos instalar el DPS en el lado de la carga de un panel de servicio?
Sí. Conectar el DPS al lado de carga del interruptor principal es preferible. El interruptor
principal está prácticamente "transparente" a una sobretensión. Si alguna de las cargas se
elimina por la operación del interruptor de circuito, las cargas restantes seguirán siendo
protegidas. El protector debe ser conectado a través de un limitador de tensión dimensionado
aguas arriba (es decir, el disyuntor o fusible) para el calibre del cable del protector. La apertura
de este interruptor permitirá que el protector contra sobretensiones siga trabajado (si es
necesario) sin los presentes peligros potenciales, conforme al protector contra sobretensiones.
Esta es la forma recomendada de la conexión de un protector contra sobretensiones para
el panel de servicio y se ajusta a la Norma de seguridad UL1449.
¿Qué tan cerca se debe montar el DPS del panel de servicio?
Tan cerca como sea físicamente posible. El DPS debe instalarse inmediatamente al
lado del panel de servicio. Cualquier pulgada ahorrada proporcionará una considerable
mejora en los resultados de supresión de transitorios del DPS. El Cable Micro-Z reduce
la caída de tensión en un 60% comparado a la caída de tensión en un cable normal
¿Qué tan importante es el cable de conexión?
El cable de conexión es muy importante. Los equipos sensibles aguas abajo no deben ser
expuestos a tensiones transitorias superiores a los niveles recomendados por CBEMA. El
cable Micro-Z tiene un paso de caída de tensión mucho menor que el cableado
convencional. Muchos de los DPS de MCG proporcionan el Cable Micro-Z ya instalado.
¿Qué tamaño de alambre se debe utilizar para el cableado del DPS?
Contrariamente a algunas opiniones, el diámetro del alambre es relativamente poco
importante, pero la falta de la conexión del cableado del panel de servicio es muy
importante. Ver Consideraciones del Tama
ño del Cable, página 12, para obtener más
detalles.
¿Cuál debería ser la capacidad de tensión del breaker?
Para #8 AWG (8mm
2) de alambre trenzado... usar un breaker de 50Amperios.
Para #10 AWG (5mm
2) de alambre trenzado... usar un breaker de 30Amperios.
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Diagramas de Cableado – Conexión de Fases
Monofásico, 2 hilos + tierra
Monofásico, 3 hilos + tierra
Línea Neutro Tierra
MCG
Línea 1 Línea 2 Neutro TierraMCG
Línea 1 L N N Línea 2 G GDelta de Alta Pierna, 4 Hilos +
Tierra (Puesto a Tierra)
Fase Pierna Alta Fase Fase Neutro Tierra
MCG
Fase Pierna Alta Fase - Fase =240V Fase Pierna Alta- N =208V Fase - N =120V
Fase N T Fase
Trifásico, Y, 4 hilos + tierra
Trifásico, Delta, 3 hilos + tierra
Fase 1 Fase 2 Fase 3 Neutro Tierra
MCG
Ø1 Ø2 N Ø3 G Fase 1 Fase 2 Fase 3MCG
Ø1 Ø2 Ø3Este Documento ha sido traducido por “AP SOLUCIONES INTEGRADAS S.A.S. – COLOMBIA -
Consideraciones del interruptor de
Desconexión de Seguridad
En ocasiones, puede ser necesario realizar el mantenimiento o reparación de un DPS que ha sufrido daños en el desempeño de su función de protección. Para ello será necesario desconectar las líneas de alimentación del DPS. Hay dos maneras de hacer esto.
Breaker Dedicado
Este enfoque se basa en el funcionamiento de un interruptor de circuito ubicado en el panel de servicio para eliminar la tensión de línea del DPS. Se tiene la doble ventaja de que no hay longitud de cable adicional (inductancia) ya que se añade en serie con el DPS y la certeza de que las tensiones de línea nocivas no están presentes dentro del dispositivo. El costo del disyuntor de circuito externo es mínimo, además UL requiere un dispositivo de sobre-tensión aguas arriba del DPS.
Interruptor de Desconexión del Panel Frontal
Los fabricantes proporcionarán, a un costo adicional, un interruptor de desconexión interna, una parte del cual se asoma a través del panel frontal para permitir la desconexión de las tensiones de línea del DPS. Estos interruptores adicionales, no originalmente concebidos para su uso en dispositivos de protección contra sobretensiones, a menudo requieren cableado adicional, que es inductivo. Debido a la inductancia extra y aumento cuestionable de capacidad de manejo de corriente, este tipo de interruptor de desconexión se debe evitar ya que hay mejores alternativas disponibles.
Aunque un interruptor de desconexión interna (o integral) no es necesario para la función adecuada y la seguridad del DPS, a veces se requiere por un usuario final o una especificación. Cuando sea necesario, busque uno que haya sido cuidadosamente diseñado para el propósito del DPS, no como una idea de último momento. Un interruptor de DPS adecuado de desconexión interna debe tener las siguientes características: 1) Construcción de baja impedancia (por ejemplo, no utilizar cables de gran longitud) a fin de no aumentar la tensión residual del protector; y 2) Crear una gran cantidad de área de contacto para manejar las altas corrientes pico asociadas con sobretensiones. Si no, el interruptor incrementará sustancialmente los niveles de tensión residual experimentados por el equipo, o el interruptor puede dañarse por un evento de sobretensión. Aparte del cable de conexión, un DPS no debe contener ningún cableado adicional en su camino al protector.
Para Tener en Cuenta
Un DPS diseñado por un fabricante de renombre es la opción correcta, independientemente de si tiene o no tiene un interruptor de desconexión interna. Si su aplicación requiere uno, está disponible y es una característica normal en algunos protectores. Si se requiere un DPS y no es necesaria una desconexión interna, entonces no se debe especificar.
Tierra – El Concepto de un Solo Punto
Hay muchos requisitos de puesta a tierra que deben ser abordados para garantizar el debido funcionamiento de un circuito eléctrico. En cuanto a la protección de su equipo de anomalías eléctricas transitorias, una buena tierra es importante. Pero es vital que todas las tierras de una instalación deben conectarse entre sí y se llevan a un solo punto de tierra (Electrodos o varillas de agua enterrados) en la entrada de servicio.
Las tierras separadas permiten diferencias de potencial de tierra dentro de una instalación. El resultado es que el equipo sensible puede estar expuesto a la diferencia de tensiones que causarán daños - incluso con protectores de sobretensión instalados. Si no se conoce el sistema de puesta a tierra de una instalación, la protección puede ser asegurada ubicando el protector en la carga y puesta a tierra al chasis del equipo.
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Rastreo de Onda Seno y Filtrado EMI/RFI
No Siempre Creíble
Fig.1 Ubicación de las Mediciones de Frecuencia. Fig. 2 Atenuación (dB) vs. Frecuencia en diferentes lugares
¿Son el rastreo de onda seno y el filtro EMI/RFI lo mismo?
Sí. El rastreo de onda seno y/o filtrado EMI/RFI es un enfoque que añade una capacidad de filtrado de alta frecuencia para la función normal de limitar las sobretensiones transitorias a niveles seguros de un DPS. Este filtrado se logra mediante la derivación de la fase a neutro de los terminales de la línea de alimentación con un condensador de polipropileno de bajo costo. Capacidad de filtrado de un condensador de alta calidad es importante cuando se mide directamente en los terminales del condensador, pero se cae bruscamente cuando las mediciones se realizan en el panel de servicio, como se muestra en la siguiente tabla. La mayoría de los fabricantes incluyen la filtración estándar.
Ubicación 100kHz 1MHz 10MHz 100MHz Comentarios
C 40 39 37 36 Rendimiento Publicado - al Módulo Filtrado
B 40 28 11 6 Atenuación en Terminales de Energía DPS
A 39 20 7 6 Panel de Servicio – Rendimiento Actual
Observación
Las conexiones de cableado inevitables entre los "condensadores de filtrado" en el DPS y la línea de alimentación introducirán impedancia inevitable entre las líneas eléctricas y los elementos filtrantes. Este impedancia del cableado degradara fuertemente el rendimiento de filtrado por encima de 1 Megahertz.
Conclusión: Si el filtrado no aparece en el panel de servicio - no existe.
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Circuito de Protección Híbrido
Un Circuito de Protección Híbrido es la mezcla de dos (o más) enfoques técnicos para conseguir un
nuevo resultado que es inalcanzable por cualquier tecnología por sí misma. Varios enfoques híbridos
se promueven en el mercado.
El Enfoque Celdas de Selenio + MOVs
En este enfoque, las celdas de selenio están diseñadas para comenzar a conducir en algún punto justo
por encima del pico de la tensión de onda sinusoidal. Relativamente tensiones transitorias de pequeña
amplitud se desvían por el selenio lejos de la carga.
A medida que las tensiones de descarga aumentan en magnitud, el umbral de encendido de los MOV
se superará y casi todos los futuros aumentos de tensión de descarga se desviarán por los elementos
protectores MOV. El rápido aumento de la tensión residual del selenio se debe a su inherentemente
pequeño exponente no lineal. Los MOVs ahora serán el principal detrimento eficaz de la tensión
residual para las tensiones transitorias mayores por encima de 1000 Amps.
Conclusión
Para los grandes eventos transitorios, 1.000 amperios y superiores, la salud del sistema protegido se
basa
únicamente en el rendimiento de los dispositivos MOV. Tecnología selenio parece ser una
herramienta de marketing en lugar de una verdadera mejora el rendimiento.
El Enfoque MOV + SAD
En este enfoque, los Diodos de Avalancha de Silicio (SADs) están diseñados (como en el enfoque
selenio/MOV) para iniciar la conducción en algún punto justo por encima del pico de la tensión de
onda sinusoidal. Relativamente pequeñas amplitudes de corrientes de sobretensión transitoria se
desvían de la carga por los SADs.
Debido a la capacidad de manejo de tensión muy limitada en un SAD, se necesitan muchos diodos de
avalancha de silicio, en una matriz paralelo serie, para igualar la capacidad de manejo de tensión de
un MOV de 40 mm en la línea de 120 VAC. Claramente, una proposición ineficaz y muy cara.
En consecuencia, el típico módulo SAD empleado, por fase, contiene 250 diodos en una configuración
de matriz con una capacidad nominal de tensión pico de 1.000 amperios para una forma de onda
10/1.000 microsegundos. Este módulo de baja tensión da en el enfoque SAD/MOV la aparición inicial
de proporcionar una tensión residual baja. Cuando las tensiones transitorias se hacen grandes - los
MOV hacen todo el trabajo pesado.
Conclusión
Para los grandes eventos transitorios, 1.000 Amperios y mayores, la salud del sistema protegido se
basa casi por completo en el rendimiento de los dispositivos MOV. La tecnología avalancha tiene que
ser protegida - ya que no puede manejar eventos de gran magnitud.
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