1. TRABTECH - La mejor solución contra desperfectos de sobre-tensiones
2. Proceso de formación de sobre-tensiones en los conductores de la red y de datos

2.1. Las causas
2.2. Acoplamiento galvánico
2.3. Acoplamiento inductivo
2.4. Acoplamiento capacitivo

3. Protección contra sobre-tensiones para alimentaciones de corriente
4. Instrucciones para la instalación

4.1. Las causas
4.2. Acoplamiento galvánico
4.3. Acoplamiento inductivo

Con la excepción de la protección secundaria modelo SST-230 de nuestra fabricación (ver apartado Accesorios),. Información y Asesoramiento, dirigirse a:

Aquí se encuentra el concepto completo de protección contra sobre-tensiones:
TRABTECH

Puede ver, pinchando aquí, una muestra de daños irreparables causadas por una chispita

A menudo, las sobre-tensiones son la causa de destrucción de equipos electrónicos y de instalaciones. Al mismo tiempo, ya se espera una disponibilidad de servicio permanente, por motivos de alta productividad en el puesto de trabajo. Un concepto completo de protección contra sobre-tensiones, que no sólo comprende la alimentación de corriente principal sino también todos los circuitos secundarios del equipo a proteger, ayuda a evitar desperfectos de alto coste y paros de sistemas.
Un circuito trabaja sin fallos con la tensión especificada para el mismo. Como sobretensión peligrosa se entienden todos los aumentos de tensión que conducen a sobrepasar el límite de tolerancia superior de la tensión nominal. Aquí también cuentan las sobre-tensiones transitorias debidas a maniobras de conmutación y a las descargas de rayos, que se acoplan inductiva, galvánica y capacitivamente en una instalación eléctrica. Las sobre-tensiones transitorias tienen tiempos de ascenso muy cortos de pocos ms y los descensos son relativamente lentos desde el margen de varias decenas de ms hasta varias centenas de ms.
Las destrucciones debidas a sobre-tensiones de pueden evitar mediante la puesta en cortocircuito muy rápida con la conexión equipotencial de los conductores en los que inciden estas sobre-tensiones altas, pero sólo por el lapso de tiempo en el que incide la sobretensión. Esto se efectúa con componentes tales como descargadores de contorneo deslizante, descargadores de gas, varistores y diodos supresores. Se suministran, según la aplicación, como componentes independientes o como módulos de protección contra sobre-tensiones combinados en un circuito, y se conectan entre los conductores activos del circuito de servicio así como derivados a tierra.
Bajo el concepto TRABTECH (Transienten-Absorptions-Technologie) están agrupados todos los aparatos de protección contra sobretensiones de PHOENIX CONTACT para la alimentación de corriente, técnica de medición, control y regulación así como para interfaces para datos y de telecomunicación.

2.1 Las causas Las sobre-tensiones se originan, en la mayoría de los casos, a través de maniobras de conmutación e instalaciones eléctricas y en la descarga electrostática. Por lo demás, las descargas de rayos y con eso las destrucciones resultantes de instalaciones eléctricas y electrónicas debidas a interferencias electromagnéticas adoptan uno de los primeros puestos en las estadísticas de desperfectos de las compañías de seguros. También mediante el efecto Compton en explosiones nucleares se generan sobre-tensiones sumamente altas. El acoplamiento de sobre-tensiones de un sistema a otro puede ser galvánico, inductivo o capacitivo. En el ejemplo de descargas de rayos se ilustran los diferentes tipos de acoplamientos. 2.2 Acoplamiento galvánico Bajo el aprovechamiento de impedancias comunes se acoplan sobre-tensiones galvánicamente de la fuente de parásitos al absorbedor. La gran pendiente de la corriente

FIGURA 1

La gran experiencia de Phoenix Contact en el campo de la protección contra sobre-tensiones muestra que se ha acreditado una protección selectiva de red de varios niveles. Las medidas necesarias para la protección contra sobre-tensiones de las alimentaciones de corriente de instalaciones y aparatos de dividen en los niveles siguientes:

- Descargadores de corrientes de rayo como protección basta.
- Descargadores de sobre-tensiones como protección media
- Descargadores de sobre-tensiones como de protección de aparatos.

Estos niveles se diferencian fundamentalmente en la capacidad de derivación y en la concepción para el montaje en lugares determinados dentro de la instalación a proteger. La capacidad de derivación así como la limitación de tensión necesaria quedan determinadas por el poder aislante de la parte de la instalación donde debe instalarse el descargador.
A tal efecto ya existe una definición en la IEC 664/ IEC 664 A/ DIN VDE 0110-1
"Coordinación de aislamientos para aparatos en instalaciones de baja tensión, especificaciones generales", ver foto.

FIGURA 2

Como lugares de instalación o de montaje para los descargadores de sobre-tensiones cuentan dentro de la instalación a proteger.

- La alimentación de la red central o alimentación principal,
- La alimentación secundaria,
- La conexión de aparatos.

El primer nivel de la protección selectiva contra sobre-tensiones en la alimentación de corriente exige el empleo de un descargador que tiene que dominar las corrientes transitorias de gran energía conforme a los parámetros de las corrientes de rayo según IEC 1024-1. Este alto poder de derivación lo ofrece el descargador de corrientes de rayo FLASHTRAB.
Como segundo nivel, con función de protección media, tienen que instalarse descargadores de válvula del grupo de producción VALVETRAB.
Los lugares de montaje son las distribuciones secundarias conectadas detrás de la alimentación principal.
La protección de aparatos, como tercer nivel, tiene que instalarse directamente delante de los aparatos a proteger. Se dispone de descargadores de diferentes construcciones tales como tomas de corriente, adaptadores para tomas de corriente, regletas de tomas de corriente o de módulos de montaje sobre carril. En la instalación debe tenerse en cuenta de colocar los descargadores de los diferentes niveles desacoplados entre sí. El desacoplamiento se puede conseguir intercalando inductividades. Dichas inductividades provocan la protección de un descargador de poca potencia a través del descargador de mayor potencia.
Por regla general, los conductores distribuidos entre los diferentes niveles actúan como inductividades de desacoplamiento. Para el desacoplamiento es suficiente en término medio:

- 10 m. entre el descargador de corrientes de rayo y la protección media.
- 5 m. entre la protección media

Sin embargo, si las longitudes de conductor no son suficientes, se dispone del módulo de desacoplamiento L-TRAB como "equivalente de conductor". L-TRAB se puede instalar entre FLASHTRAB y VALVETRAB, sin precisar gran trabajo de cableado. Con los puentes enchufables MPB... se pueden realizar fácilmente las conexiones necesarias ente los módulos.

FIGURA 3

FLASHTRAB es un descargador de corrientes de rayo de un canal para empleo en la alimentación central. FLASHTRAB domina tanto las sobre-tensiones procedentes de descargas lejanas como las descargas en la caída directa de rayos con corrientes en la caída directa de rayos con corrientes transitorias hasta 25 kA o 60 kA, según la ejecución conforme a la forma del impulso 10/350 ms. Considerando las posibles corrientes de rayo, según IEC 1024-1 y IEC 1312, si no se tienen cálculos especiales, para una alimentación de corriente de 4 hilos se debe esperar como máximo 25 kA y para una alimentación de 2 hilos como máximo 50 kA (10/350) ms por conductor.
La parte esencial del descargador de corrientes de rayo FLASHTRAB son los electrodos de alta potencia patentados, desarrollados sobre la base de una tecnología completamente nueva. La determinación de la forma de construcción y el modo de funcionamiento de los electrodos ha resultado ser muy importante para el dominio de la enorme energía eléctrica en la derivación de la corriente de rayo y de las corrientes repetitivas de la red después de un proceso de derivación.
Los materiales especiales y la forma del contorno interior de la carcasa garantizan que las altas fuerzas mecánicas resultantes del gran aumento de presión del descargador no conduzcan a desperfectos.
FLASHTRAB dispone de la confortable técnica de conexión de los bornes Biconnect. Cada borne de conexión presenta una ranura para insertar el índice ZBN 18 rotulado con rotulaciones estándar o como variante sin rotular para rotulación individual.
FLASHTRAB se ha diseñado para una tensión de dimensionamiento 400 V y basa sobre la Arc C hopping technology. Debido a este funcionamiento, para los procesos de ignición debidos a sobretensiones se consigue una curva característica de ignición casi estática entre los electrodos en forma de arco. Debido a esta forma de los electrodos, el arco avanza hacia afuera y se destruye sobre una placa de rebotamiento en varios arcos parciales. Este comportamiento de ignición y derivación favorece considerablemente la extinción del arco una vez finalizado el proceso de derivación, es decir, las posibles corrientes repetitivas de la red se limitan considerablemente. El trayecto de arco de FLASHTRAB actúa como un bloqueo de corriente repetitiva y alcanza de esta forma la extraordinaria alta resistencia a la corriente de cortocircuito para igual alta tensión de dimensionamiento del descargador. De esta forma se obtiene la ventaja de no hacer reaccionar forzosamente los fusibles de la instalación instalados detrás de FLASHTRAB después de cada proceso de derivación, como resultado de altas corrientes repetitivas de la red.

FIGURA 4

En la siguiente tabla, se indican las corrientes nominales de fusibles apropiadas para alimentaciones con una corriente de cortocircuito máxima escalonada hasta 4 kA. Se han ilustrado las corrientes nominales más bajas que no conducen a la reacción de los fusibles y de este modo tampoco a la interrupción de corriente.
Para las pruebas y determinaciones de los valores de los fusibles, se han elegido fusibles que cumplen con la norma DIN VDE 0636 parte 21.
Con un ancho de 17,5 mm., el FLT 25-400 es el cargador de corrientes de rayo más pequeño que existe, y de esta manera la protección ideal para la alimentación central de todos los edificios e instalaciones en zonas industriales y de viviendas.
El descargador de corrientes de rayo de mayor potencia FLT 60-400 se utiliza para la protección de edificios expuestos a gran peligro de rayos como pueden ser instalaciones industriales de gran superficie, edificios independientes con instalación de protección contra rayos e instalaciones en lugares expuestos.
En sistemas TT, los fallos de aislamiento causados por desperfectos de cables o de aparatos en la zona delante del interruptor de seguridad FI, pueden ocasionar tensiones de contacto peligrosas.
Con el nuevo descargador de corriente suma FLASHTRAB FLT 100-TT pueden realizarse aplicaciones para descargador de corrientes de rayo para seguridad aumentada de personas en la alimentación central de sistemas TT.
Independientemente de la forma de la red, en el pasado todos los descargadores de corriente de rayo de las fases activas L1, L2, L3 y N se derivaban directamente a tierra o se conectaban a PE.
Básicamente no hay nada en contra, ya que debido al alto poder de derivación no es de esperar una sobrecarga del descargador de corrientes de rayo unida a cortocircuito y corriente residual a tierra.

Tabla 15/1: Protección por fusible FLASHTRAB:
Fusibles (columna B) que no reaccionan para la corriente de cortocircuito esperada en el lugar de montaje (columna A)
1 Las corrientes de cortocircuito no indicadas o valores mas altos que los expuestos no pueden dominarse sin la relacción de un fusible previo. Si se utilizan fusibles previos mas grandes pueden conducir a una destrucción del descargador como consecuencia de una corriente repetitiva de la red demasiado alta.

Sin embargo, a pesar del alto poder de derivación no se puede excluir por completo una sobrecarga de los descargadores de corrientes de rayo. Las cargas muy altas sobre todo las que resultan de las corrientes repetitivas de la red, es decir, las que surgen después del proceso de derivación, pueden causar en caso individual un cortocircuito de electrodos. La consecuencia seria una corriente de defecto, si el descargador de corrientes de rayo tienen que instalarse delante de los interruptores de corriente de defecto por razones de funcionamiento, en un caso de fallo de este tipo tampoco se tiene una desconexión.
Una solución elegante para esta problemática ofrece la aplicación de sistema T especial con el descargador FLT 100-TT:

- Para la protección de los conductores activos debe instalarse en primer lugar un descargador de corrientes de rayo usual FLT 25-400 o FLT 60-400 de cada fase L1, L2, L3 al neutro (N)
- Adicionalmente, un descargador de corriente suma FLT 100-TT en serie, es decir, entre N y PE De esta manera un cortocircuito de electrodos en un descargador instalado entre L y N origina una corriente de cortocircuito que hace reaccionar el fusible preconectado. De tal forma se evitan tensiones de contacto inadmisibles. Debido a la suma de todas las corrientes parciales de rayo procedentes de los descargadores de corrientes de rayo L-N, el descargador de corrientes de rayo N-PE tiene que presentar un poder de derivación sumamente alto.

Con el equipo trabajando a plena carga, anótense las tensiones de salida con máxima, mínima y nominal tensión de entrada. La regulación a la línea es la máxima de las desviaciones de tensión anotadas expresadas como un porcentaje de la tensión de salida referenciadas a la tensión nominal de entrada.

Puede ver, pinchando aquí, una muestra de daños irreparables causadas por una chispita