Los dispositivos de protección contra sobretensiones de CC (SPD) son componentes críticos en sistemas solares fotovoltaicos, estaciones de carga de vehículos eléctricos y aplicaciones industriales, diseñados para salvaguardar los equipos electrónicos sensibles de las sobretensiones causadas por diversas perturbaciones eléctricas. Estos dispositivos desempeñan un papel crucial en el mantenimiento de la longevidad y fiabilidad de los sistemas eléctricos al desviar el exceso de tensión de los componentes críticos, evitando así daños y garantizando la continuidad operativa.
Comprender las sobretensiones transitorias de CC
Definición de sobretensiones transitorias de CC
Las sobretensiones transitorias de CC son picos de tensión de corta duración que se producen en los sistemas eléctricos de corriente continua (CC). Estas sobretensiones pueden superar significativamente la tensión de funcionamiento normal y suelen durar desde unos pocos microsegundos hasta varios milisegundos. Se caracterizan por sus rápidos tiempos de subida y pueden alcanzar amplitudes de varios kilovoltios. Las sobretensiones transitorias pueden deberse a diversas perturbaciones externas o internas, lo que supone un riesgo para los equipos eléctricos, ya que pueden provocar la rotura del aislamiento, fallos en los equipos o interrupciones en el funcionamiento.
Causas comunes en los sistemas de CC
Varios factores contribuyen a la aparición de sobretensiones transitorias en los sistemas de CC:
- Caída de rayos: Los rayos son una de las causas naturales más importantes de sobretensiones transitorias. Un impacto directo puede inducir picos de alta tensión que se propagan por las líneas aéreas y los equipos conectados, provocando graves daños. Incluso los efectos indirectos, como la radiación electromagnética de un rayo, pueden generar importantes picos de tensión en los sistemas cercanos.
- Operaciones de conmutación: El acto de conectar o desconectar dispositivos eléctricos, como motores, transformadores o disyuntores, puede crear sobretensiones transitorias. Estas operaciones de conmutación pueden provocar cambios repentinos en el flujo de corriente, generando picos de tensión que pueden afectar a los equipos conectados. El fenómeno conocido como "rebote del interruptor" durante el funcionamiento de cargas inductivas es un ejemplo común de esta causa.
- Descargas electrostáticas (ESD): Las descargas electrostáticas se producen cuando dos objetos con potenciales electrostáticos diferentes entran en contacto o muy cerca, lo que provoca una rápida descarga de electricidad. Esto puede generar picos de tensión breves pero intensos que son especialmente dañinos para los componentes electrónicos sensibles.
- Sobretensiones industriales: En entornos industriales, actividades como el arranque de grandes motores o la energización de transformadores pueden producir importantes sobretensiones transitorias. Estas sobretensiones suelen producirse por cambios repentinos en las condiciones de carga y pueden inducir perturbaciones en la red eléctrica.
- Pulsos Electromagnéticos Nucleares (NEMP): Aunque menos comunes, los eventos NEMP resultantes de explosiones nucleares a gran altitud pueden inducir sobretensiones transitorias masivas a través de extensas áreas. El campo electromagnético generado por estas explosiones puede crear fuertes picos de tensión en las líneas eléctricas y de comunicación.
Cómo funcionan los dispositivos de protección contra sobretensiones de CC
Principios de funcionamiento de los SPD de CC
Los dispositivos de protección contra sobretensiones de CC (SPD) funcionan controlando los niveles de tensión dentro de un sistema de corriente continua (CC) y respondiendo rápidamente a cualquier sobretensión que supere los umbrales predeterminados. La función principal de un SPD de CC es desviar el exceso de tensión de los equipos sensibles, garantizando que permanezcan dentro de los límites operativos de seguridad.
- Supervisión de la tensión: Un SPD de CC supervisa continuamente la tensión del circuito. Cuando detecta una sobretensión, como las causadas por rayos u operaciones de conmutación, se activa para proteger el sistema.
- Redirección de sobretensiones: En el mecanismo principal intervienen componentes como los varistores de óxido metálico (MOV) o los tubos de descarga de gas (GDT). En condiciones normales, estos componentes presentan una alta resistencia, aislando eficazmente el SPD del circuito. Sin embargo, cuando se produce una sobretensión, su resistencia cae drásticamente, permitiendo que el exceso de corriente fluya a través de ellos y se dirija de forma segura a tierra.
- Respuesta rápida: Todo el proceso se produce en nanosegundos, lo que resulta crítico para proteger los equipos incluso de las sobretensiones más breves. Una vez disipada la sobretensión, el MOV o GDT vuelve a su estado de alta resistencia, listo para futuras sobretensiones.
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Componentes clave de los DOCUP de CC
En un SPD de CC intervienen varios componentes clave para garantizar una protección eficaz contra sobretensiones:
- Varistor de óxido metálico (MOV): Es el componente más utilizado en los SPD de CC. Los MOV son resistencias dependientes de la tensión que bloquean los picos de tensión cambiando su resistencia en respuesta a las condiciones de sobretensión. Proporcionan una vía de baja impedancia para las sobrecorrientes, desviándolas eficazmente de los equipos sensibles.
- Tubo de descarga de gas (GDT): A menudo utilizados junto con los MOV, los GDT proporcionan una protección adicional al permitir que la corriente fluya a través de ellos cuando se supera un umbral de tensión específico. Son especialmente eficaces para hacer frente a sobretensiones de alta energía.
- Diodos de supresión de tensión transitoria (TVS): Estos componentes están diseñados para responder rápidamente a las sobretensiones transitorias y pueden bloquear eficazmente los picos de tensión. Suelen utilizarse en aplicaciones que requieren tiempos de respuesta rápidos.
- Descargadores: Se utilizan como dispositivos de protección que crean una vía conductora cuando la tensión supera un determinado nivel, permitiendo que las sobretensiones eludan los componentes sensibles.
Tipos de dispositivos de protección contra sobretensiones de CC
Los dispositivos de protección contra sobretensiones de CC (SPD) se clasifican en diferentes tipos en función de sus puntos de instalación y del nivel de protección que ofrecen. Comprender estos tipos ayuda a seleccionar el SPD adecuado para las necesidades específicas de los sistemas de CC. Los principales tipos de SPD de CC son el Tipo 1, el Tipo 2 y el Tipo 3.
Tipo 1 DC SPD
Los SPD de CC de tipo 1 están diseñados para proteger contra sobretensiones de alta energía, causadas principalmente por descargas directas de rayos o eventos de alta tensión. Suelen instalarse antes del cuadro de distribución principal, ya sea en la entrada de servicio o integrados en el cuadro de disyuntores primario. Estos dispositivos pueden soportar la mayor parte de la sobretensión, canalizando el exceso de energía de forma segura a tierra.
Ventajas:
- Ofrece el máximo nivel de protección contra sobretensiones directamente conectado a la fuente de alimentación entrante
- Gran capacidad de absorción de energía
- Primera línea de defensa contra grandes sobrecargas
Ejemplos de aplicaciones:
- Entradas de servicio eléctrico
- Cuadros principales de distribución en complejos comerciales
- Edificios con sistemas externos de protección contra el rayo
Tipo 2 DC SPD
Los SPD de CC de tipo 2 están diseñados para proteger contra las sobretensiones residuales que han pasado a través de los SPD de tipo 1 o aquellas sobretensiones acopladas indirectamente. Se instalan en el cuadro de distribución principal o en subcuadros dentro del edificio. Los SPD de CC de tipo 2 son esenciales para proteger contra sobretensiones originadas por operaciones de conmutación y garantizar una protección continua en todo el sistema eléctrico.
Ventajas:
- Proporciona una sólida protección contra sobretensiones residuales
- Mejora la eficacia del sistema global de protección contra sobretensiones al hacer frente a las sobretensiones generadas internamente.
- Evita daños en los equipos sensibles conectados a los paneles de distribución
Ejemplos de aplicaciones:
- Cuadros principales y secundarios de distribución en viviendas
- Sistemas eléctricos de edificios comerciales
- Paneles de maquinaria y equipos industriales
SPD de CC de tipo combinado
También existe una combinación de SPD de CC de Tipo 1 y Tipo 2, que suele instalarse en unidades consumidoras. Esta combinación proporciona una solución completa al ofrecer protección contra sobretensiones directas e indirectas.
Comparación con los SPD de CA
Aunque los SPD de CA y CC comparten algunas similitudes en sus principios de funcionamiento, existen varias diferencias clave:
- Niveles de tensión: Los SPD de CA protegen los equipos conectados a la red pública con tensiones comprendidas entre 120 V y 480 V. En cambio, los SPD de CC están diseñados para sistemas solares fotovoltaicos con tensiones que van desde unos cientos de voltios hasta 1500 V, en función del tamaño y la configuración del sistema.
- Propiedades de apriete: Los SPD de CA y CC tienen propiedades de apriete distintas debido a las diferencias en las características de la forma de onda de la tensión. La tensión alterna alterna entre valores positivos y negativos, mientras que la tensión continua es constante y unidireccional. Como resultado, los SPD de CA deben gestionar sobretensiones bidireccionales, mientras que los SPD de CC sólo necesitan gestionar sobretensiones unidireccionales.
- Especificaciones de los MOV: Los varistores de óxido metálico (MOV) utilizados en los SPD de CA y CC están diseñados de forma diferente para adaptarse a las características únicas de tensión y corriente de cada sistema. Los MOV de CC deben soportar tensiones continuas de CC y soportar sobretensiones en una dirección, mientras que los MOV de CA deben soportar tensiones alternas y soportar sobretensiones bidireccionales.
- Instalación y conexión: Aunque el proceso de instalación de los SPD de CA y CC es similar, los puntos de conexión difieren. Los SPD de CA suelen conectarse a la red eléctrica y a los equipos de carga, mientras que los SPD de CC se conectan al generador solar fotovoltaico, al inversor o a la caja combinadora.
Aplicaciones de los dispositivos de protección contra sobretensiones de CC
Los dispositivos de protección contra sobretensiones de CC (SPD) desempeñan un papel crucial en la protección de diversos sistemas basados en CC frente a los efectos dañinos de las sobretensiones. Estas son algunas de las aplicaciones clave en las que se utilizan ampliamente los SPD de CC:
A. Sistemas solares fotovoltaicos
Los sistemas solares fotovoltaicos (FV) son una de las aplicaciones más comunes de los SPD de CC. Estos dispositivos protegen componentes sensibles como paneles solares, inversores, reguladores de carga y baterías de las sobretensiones causadas por rayos, fluctuaciones de la red u operaciones de conmutación. Los SPD de CC ayudan a garantizar la fiabilidad y longevidad de los sistemas fotovoltaicos solares limitando el impacto de estas sobretensiones.
B. Aerogeneradores
Las turbinas eólicas, que generan electricidad mediante generadores de corriente continua, también se benefician de la protección que ofrecen los SPD de corriente continua. Estos dispositivos protegen los componentes eléctricos de la turbina, incluidos los generadores, los convertidores y los sistemas de control, de las sobretensiones que pueden producirse por la caída de rayos o las perturbaciones de la red.
C. Estaciones de recarga de vehículos eléctricos
A medida que crece la adopción de vehículos eléctricos (VE), la necesidad de una infraestructura de carga fiable es cada vez más importante. Los SPD de CC se utilizan en las estaciones de carga de VE para proteger el equipo de carga y los vehículos conectados de las subidas de tensión, garantizando un funcionamiento seguro e ininterrumpido de la carga.
D. Equipos de telecomunicaciones
Los sistemas de telecomunicaciones, que a menudo dependen de la alimentación de CC, requieren una sólida protección contra sobretensiones para salvaguardar los componentes electrónicos sensibles. Los SPD de CC se utilizan en diversas aplicaciones de telecomunicaciones, como torres de telefonía móvil, centros de datos y equipos de red, para proteger contra las sobretensiones que pueden interrumpir el servicio y dañar el costoso hardware.
E. Sistemas industriales de alimentación de CC
Muchos procesos y equipos industriales dependen de la alimentación de CC, lo que los hace vulnerables a las sobretensiones. Los SPD de CC se utilizan en entornos industriales para proteger los motores, accionamientos, controladores lógicos programables (PLC) y otros componentes críticos alimentados con CC de los daños relacionados con las sobretensiones. Esta protección ayuda a mantener la fiabilidad y eficiencia de los procesos industriales.
Por qué los sistemas de CC necesitan protección contra sobretensiones
La protección contra sobretensiones es esencial para que los sistemas de CC protejan los equipos sensibles, garanticen la fiabilidad y cumplan las normas de seguridad. A continuación explicamos por qué los sistemas de CC necesitan protección contra sobretensiones.
A. Protección de equipos sensibles de CC
Los sistemas de CC suelen alimentar dispositivos electrónicos sensibles, como inversores, baterías y sistemas de control. Estos componentes son vulnerables a las subidas de tensión provocadas por rayos, operaciones de conmutación o fallos en la red eléctrica.
- Prevención de daños en los equipos: Las sobretensiones pueden superar los límites tolerables de los componentes electrónicos, provocando daños irreversibles o fallos. Los dispositivos de protección contra sobretensiones de CC (SPD) suprimen o desvían estas sobretensiones, protegiendo de daños a los equipos críticos.
- Integridad operativa: Al mantener niveles de tensión estables, los SPD de CC ayudan a garantizar que los dispositivos sensibles funcionen correctamente sin interrupciones causadas por sobretensiones transitorias.
B. Garantizar la fiabilidad y longevidad del sistema
La fiabilidad y longevidad de los sistemas de corriente continua mejoran considerablemente gracias a una protección eficaz contra sobretensiones.
- Mayor vida útil de los equipos: Al mitigar los efectos de los picos de tensión, los SPD de CC reducen el desgaste de los componentes electrónicos, lo que les permite funcionar de forma óptima durante más tiempo. Esto es especialmente importante en aplicaciones como los sistemas fotovoltaicos solares y las estaciones de carga de vehículos eléctricos, donde la sustitución de equipos puede ser costosa y perjudicial.
- Tiempo de inactividad minimizado: La protección contra sobretensiones ayuda a evitar fallos inesperados que pueden provocar tiempos de inactividad del sistema. Esto es crucial para sectores que dependen de un funcionamiento continuo, como las telecomunicaciones y la automatización industrial.
C. Cumplimiento de normas y reglamentos
El cumplimiento de las normas y reglamentos del sector es otra razón fundamental para implantar la protección contra sobretensiones en los sistemas de CC.
- Normas de seguridad: Muchas jurisdicciones han establecido normas de seguridad que obligan a proteger las instalaciones eléctricas contra sobretensiones. El cumplimiento de estas normas no solo garantiza la conformidad, sino que también mejora la seguridad general al reducir el riesgo de incendios eléctricos o averías en los equipos debidas a sobretensiones.
- Requisitos del seguro: Algunas pólizas de seguros pueden exigir la instalación de dispositivos de protección contra sobretensiones como condición para la cobertura. Esto subraya aún más la importancia de tener instalados SPD de CC para proteger los activos valiosos.
Selección del dispositivo de protección contra sobretensiones de CC adecuado
A la hora de elegir un dispositivo de protección contra sobretensiones de CC (SPD), son esenciales varias especificaciones y consideraciones clave para garantizar una protección óptima de su sistema. Esta es una guía completa para seleccionar el SPD de CC adecuado.
A. Especificaciones clave a tener en cuenta
- Tensión máxima de funcionamiento continuo (MCOV)La MCOV es la tensión más alta que el SPD puede soportar de forma continua sin fallos. Es fundamental seleccionar un SPD con una tensión MCOV que supere la tensión de funcionamiento normal del sistema de CC. En el caso de los sistemas solares fotovoltaicos, suele oscilar entre 600 V y 1.500 V, en función de la aplicación y la configuración específicas.
- Corriente nominal de descarga (In)Esta especificación indica la corriente típica de sobretensión que el SPD puede soportar repetidamente sin degradarse. Un valor In más alto sugiere un mejor rendimiento en condiciones de sobretensión frecuentes. Los valores habituales para los SPD de CC oscilan entre 20kA y 40kA, dependiendo de la aplicación.
- Corriente de descarga máxima (Imax)Imax representa la máxima corriente de sobretensión que el SPD puede manejar durante un único evento de sobretensión sin fallar. Es fundamental seleccionar un SPD con una clasificación Imax suficiente para manejar las sobretensiones potenciales en su entorno, a menudo con una clasificación de 10kA, 20kA o superior.
- Nivel de protección de tensión (Up)Up es la tensión máxima que puede aparecer a través del equipo protegido durante un evento de sobretensión. Un valor Up más bajo indica una mejor protección para los componentes sensibles. Los valores Up típicos de los SPD de CC se sitúan en torno a 3,8 kV, pero pueden variar en función de los requisitos de diseño y aplicación.
B. Opciones de DC SPD habituales en el mercado
Varios fabricantes de renombre ofrecen una gama de SPD de CC adaptados a diversas aplicaciones:
- SPD de CC USFULL: Conocidos por su diseño robusto y el cumplimiento de las normas internacionales, estos dispositivos suelen tener valores nominales de MCOV de 660 V a 1500 V y corrientes nominales de descarga de 20 kA a 40 kA.
- Productos LSP: Estos SPD están diseñados específicamente para aplicaciones solares y pueden acomodar altos niveles de tensión a la vez que proporcionan una protección eficaz contra sobretensiones, rayos y fluctuaciones de la red.
- Otras marcas: Varios fabricantes ofrecen SPD de Tipo 1 y Tipo 2 diseñados para diferentes puntos de instalación en sistemas fotovoltaicos solares, sistemas de almacenamiento de baterías y aplicaciones industriales.
C. Consideraciones sobre los costes de los DOCUP de CC
El coste es un factor importante a la hora de elegir un DC SPD, pero no debe ser la única consideración:
- Inversión inicial frente a ahorro a largo plazo: Aunque los SPD de mayor calidad pueden suponer un mayor coste inicial, pueden ahorrar dinero a largo plazo al evitar daños en equipos caros y reducir los costes de mantenimiento.
- Costes de certificación y conformidad: Asegúrese de que el SPD seleccionado cumple las normas de seguridad pertinentes (por ejemplo, UL 1449, IEC 61643-31). Los dispositivos con las certificaciones adecuadas pueden tener un coste más elevado, pero ofrecen garantías de fiabilidad y rendimiento.
- Costes de instalación: Considere si el SPD requiere una instalación profesional o si puede ser instalado fácilmente por personal familiarizado con los sistemas eléctricos. Los costes de instalación pueden variar en función de la complejidad.
Buenas prácticas de instalación
La correcta instalación de los SPD de CC es crucial para maximizar su eficacia. Las mejores prácticas clave incluyen:
- Colocación de SPD en puntos críticos como el lado de entrada de los inversores y las cajas combinadoras
- Instalación de SPD adicionales en ambos extremos de tramos de cable de más de 10 metros
- Garantizar la correcta conexión a tierra de todas las superficies conductoras y del cableado que entra o sale del sistema.
- Selección de SPD que cumplan las normas industriales pertinentes, como UL 1449 o IEC 61643-31, en materia de seguridad y fiabilidad.
Estas directrices ayudan a optimizar el rendimiento de la protección contra sobretensiones y a mejorar la seguridad general de los sistemas eléctricos en aplicaciones solares, de carga de vehículos eléctricos e industriales.
Instalación y mantenimiento de los DC SPD
La instalación y el mantenimiento adecuados de los dispositivos de protección contra sobretensiones de CC (SPD) son fundamentales para garantizar su eficacia a la hora de proteger los equipos sensibles de las sobretensiones. Aquí encontrará una guía detallada sobre las mejores prácticas para la instalación y el mantenimiento de los SPD de CC.
A. Técnicas de instalación adecuadas
- Determine la ubicación óptimaInstale el SPD de CC lo más cerca posible del equipo a proteger, como inversores solares o sistemas de baterías. Esto minimiza la longitud de los cables de conexión, reduciendo el riesgo de sobretensiones inducidas a lo largo del recorrido del cable.
- Apague el sistemaAntes de la instalación, asegúrese de que todo el sistema está apagado y aislado de posibles riesgos eléctricos. Esto es crucial para la seguridad durante la instalación.
- Conectar el SPDLa mayoría de los SPD de CC tienen tres terminales: positivo (+), negativo (-) y tierra (PE o GND). Conecte correctamente los cables correspondientes de la fuente de CC y del sistema de puesta a tierra a sus respectivos terminales en el SPD, asegurando conexiones seguras para evitar la formación de arcos.
- Instalación seguraUtilice una caja adecuada que proteja el SPD de los factores ambientales y permita al mismo tiempo una disipación adecuada del calor. El SPD debe montarse de forma segura, normalmente en posición vertical con los terminales orientados hacia abajo para evitar la acumulación de humedad.
- Una vez finalizada la instalación, pruebe el sistema para confirmar que funciona correctamente y que el SPD proporciona una protección adecuada contra sobretensiones.
B. Coordinación con otros componentes del sistema
Una protección eficaz contra sobretensiones requiere la coordinación con otros componentes del sistema eléctrico:
- Sistema de conexión a tierra: Asegúrese de que el SPD está correctamente conectado a tierra de acuerdo con los códigos eléctricos locales. Una conexión a tierra fiable y de baja resistencia es esencial para una desviación eficaz de la sobretensión.
- Integración con otros SPD: En sistemas más grandes, pueden ser necesarios varios SPD en varios puntos (por ejemplo, en ambos extremos de tramos largos de cable). En instalaciones en las que la longitud de los cables supere los 10 metros, considere la posibilidad de colocar SPD adicionales cerca del inversor y del campo solar para garantizar una protección completa.
- Compatibilidad con los equipos: Elija un SPD que se ajuste a los valores nominales de tensión y a las especificaciones de los dispositivos conectados para garantizar una protección óptima sin interferir en el funcionamiento normal.
C. Mantenimiento y pruebas periódicas
El mantenimiento regular es vital para garantizar que los DC SPD sigan funcionando eficazmente:
- Inspecciones visuales: Inspeccione periódicamente los SPD en busca de signos de daños físicos, corrosión o conexiones sueltas. Asegúrese de que todos los componentes estén intactos y funcionen correctamente.
- Pruebas funcionales: Realice pruebas rutinarias para verificar que los SPD son operativos. Esto puede incluir la comprobación de las tensiones de apriete y la realización de pruebas de resistencia del aislamiento para identificar cualquier posible fallo o degradación del rendimiento.
- Documentación: Mantenga registros de las actividades de mantenimiento, las inspecciones y los resultados de las pruebas para realizar un seguimiento del rendimiento a lo largo del tiempo e identificar cualquier tendencia que pueda indicar un fallo inminente.
D. Indicadores de fin de vida útil y sustitución
Reconocer cuándo un SPD de CC ha llegado al final de su vida útil es crucial para mantener la protección del sistema:
- Indicadores de fin de vida útil: Muchos SPD modernos incorporan indicadores visuales (como LED) que señalan cuándo han absorbido su capacidad máxima de sobretensión y necesitan ser sustituidos. Preste atención a estos indicadores durante las inspecciones rutinarias.
- Disminución del rendimiento: Si se producen cambios notables en el rendimiento del sistema o si los equipos empiezan a sufrir daños a pesar de tener un SPD instalado, puede indicar que el SPD ya no es eficaz.
- Calendario de sustitución: Establezca un programa de sustitución basado en las recomendaciones del fabricante o en las mejores prácticas del sector. La sustitución periódica de los SPD antiguos puede evitar fallos inesperados durante sobretensiones.
Consideraciones de seguridad para los SPD de CC
Al trabajar con dispositivos de protección contra sobretensiones de CC (SPD), es fundamental dar prioridad a la seguridad. He aquí algunas consideraciones clave:
A. Manejo de altas tensiones de CC
Los sistemas de CC, especialmente en aplicaciones fotovoltaicas, pueden funcionar a tensiones muy elevadas, que a menudo oscilan entre unos cientos de voltios y 1.500V. Es necesario tomar precauciones de seguridad adecuadas al instalar y mantener los SPD de CC:
- Utilice equipos de protección individual (EPI) adecuados, como guantes aislantes y mascarillas, cuando trabaje con sistemas de corriente continua de alta tensión.
- Asegúrese de que el sistema está correctamente desconectado y bloqueado antes de realizar cualquier trabajo en el SPD de CC o en los componentes conectados.
- Siga las directrices del fabricante para una manipulación e instalación seguras del SPD de CC.
B. Importancia de una conexión a tierra adecuada
Un sistema de puesta a tierra eficaz y de baja impedancia es fundamental para el funcionamiento seguro de los SPD de CC. Una trayectoria de tierra de alta resistencia puede provocar subidas peligrosas del potencial de tierra durante eventos de sobretensión, lo que supone riesgos para el personal y los equipos. Asegúrese siempre de que:
- El SPD de CC está correctamente conectado al sistema de puesta a tierra mediante un conductor corto y grueso.
- El sistema de puesta a tierra cumple las normas y códigos eléctricos locales en cuanto a resistencia y capacidad de tratamiento de la corriente de defecto.
- Se realizan pruebas periódicas para verificar la integridad del sistema de puesta a tierra.
C. Coordinación con seccionadores y fusibles de CC
Los SPD de CC deben coordinarse con otros dispositivos de protección contra sobreintensidades, como fusibles y disyuntores, para garantizar un funcionamiento correcto:
- Los SPD de CC suelen instalarse en el lado de línea de los fusibles y seccionadores para proporcionar la primera línea de defensa contra sobretensiones.
- Asegúrese de que el valor nominal de la corriente de descarga máxima (Imax) del SPD supera la corriente de defecto disponible en el punto de instalación.
- Compruebe que el nivel de protección de tensión (Up) del SPD es inferior a la tensión soportada por los equipos y dispositivos de coordinación conectados.
Al tener en cuenta estas consideraciones de seguridad, los instaladores pueden minimizar los riesgos y garantizar el funcionamiento fiable de los SPD de CC en aplicaciones de alta tensión como los sistemas fotovoltaicos solares.
Tendencias futuras en protección contra sobretensiones de CC
A medida que aumenta la popularidad de los sistemas de CC, sobre todo en aplicaciones de energías renovables y vehículos eléctricos, surgen avances en la protección contra sobretensiones de CC:
A. Integración con sistemas de supervisión inteligentes
Los SPD de CC modernos incorporan cada vez más funciones inteligentes que permiten la supervisión y el diagnóstico a distancia:
- Los sensores y módulos de comunicación integrados permiten supervisar en tiempo real el estado del SPD y los datos de eventos de sobretensión.
- Las plataformas basadas en la nube ofrecen supervisión y análisis centralizados para optimizar el mantenimiento y predecir fallos.
- Las alertas automáticas avisan a los operadores de posibles problemas, lo que permite un mantenimiento proactivo.
B. Avances en las tecnologías de DC SPD
La investigación y el desarrollo en curso están dando lugar a tecnologías de DC SPD mejoradas:
- Los nuevos materiales y diseños están mejorando la capacidad de tratamiento de sobretensiones y la durabilidad de componentes como los varistores de óxido metálico (MOV).
- Los SPD híbridos combinan varias tecnologías de protección (por ejemplo, MOV y diodos de avalancha de silicio) para optimizar el rendimiento en una amplia gama de condiciones de sobretensión.
- La miniaturización y la integración están permitiendo soluciones SPD de CC más compactas y rentables, adecuadas para aplicaciones distribuidas.
C. Evolución de las normas de protección de los sistemas de corriente continua
A medida que se generalizan los sistemas de corriente continua, las organizaciones de normalización se esfuerzan por establecer directrices para su protección segura y fiable:
- Las normas existentes, como UL 1449 e IEC 61643, se están actualizando para abordar los requisitos exclusivos de los sistemas de corriente continua.
- Están surgiendo nuevas normas para cubrir aplicaciones emergentes como la infraestructura de recarga de vehículos eléctricos y los sistemas de almacenamiento de energía.
- La armonización de las normas internacionales está facilitando la adopción y el comercio mundial de tecnologías de DC SPD.
Aplicaciones más allá de la energía solar
Aunque las aplicaciones solares son un foco principal, los SPD de CC también desempeñan un papel crucial en otros sectores. En las estaciones de recarga de vehículos eléctricos, estos dispositivos protegen los cargadores de las sobretensiones causadas por las perturbaciones de la red o los rayos, garantizando la seguridad y la longevidad de la infraestructura de recarga.. Los SPD de CC también son útiles en entornos industriales, ya que protegen la maquinaria sensible y los sistemas de control de sobretensiones eléctricas que pueden interrumpir el funcionamiento y provocar costosos tiempos de inactividad. . La versatilidad de los SPD de CC los hace indispensables en diversos entornos de CC de alta tensión, proporcionando una protección completa contra perturbaciones eléctricas inesperadas.
Normas y reglamentos
| Estándar | Descripción | Puntos clave |
|---|---|---|
| IEC 61643-11 | Requisitos y pruebas de los SPD en los sistemas de distribución de energía de baja tensión |
|
| IEC 61643-21 | Requisitos específicos de los SPD en sistemas fotovoltaicos |
|
| IEC 61643-31 | Requisitos de los DOCUP utilizados con equipos informáticos |
|
| UL 1449 | Norma Underwriters Laboratories para dispositivos de protección contra sobretensiones |
|
| IEEE C62.41 | Orientación sobre las características de las sobretensiones y sobrecorrientes en las redes eléctricas |
|
Principales fabricantes de SPD de CC
- VIOXVIOX ofrece soluciones integrales de protección en los campos de la protección contra sobretensiones y la protección/toma de tierra contra el rayo para muchas industrias diferentes, incluidos los sistemas fotovoltaicos solares.Website: https://viox.com/
- Fundada en 1910 y con sede en Florida (EE.UU.), Dehn Inc. es conocida por sus innovadoras soluciones de protección contra sobretensiones en múltiples sectores. Ofrecen una gama de SPD adaptados tanto a aplicaciones de CA como de CC.Website: https://www.dehn-usa.com/
- Phoenix ContactEsta empresa alemana especializada en ingeniería eléctrica y tecnología de automatización produce una amplia gama de dispositivos de protección contra sobretensiones para diferentes aplicaciones, incluidos los sistemas de CC.Sitio web: https://www.phoenixcontact.com/
- RaycapEstablished in 1987 and headquartered in Clearwater Loop, Post Falls, ID, USA, Raycap offers a variety of surge protection solutions tailored for telecommunications and renewable energy sectors.Website: https://www.raycap.com/
- CitelFundada en 1937 en Francia, Citel está especializada en soluciones de protección contra sobretensiones y dispone de una amplia gama de productos para diversas aplicaciones, incluidos los sistemas de CC.Sitio web: https://citel.fr/
- SaltekEmpresa checa líder en el desarrollo y la producción de dispositivos de protección contra sobretensiones para sistemas eléctricos de baja tensión, telecomunicaciones y centros de datos.Sitio web: https://www.saltek.eu/
- ZOTUPFundada en 1986 en Bérgamo (Italia), ZOTUP ofrece una amplia gama de dispositivos de protección contra sobretensiones para diferentes aplicaciones.Website: https://www.zotup.com/
- MersenExperto mundial en especialidades eléctricas y materiales avanzados para industrias de alta tecnología, Mersen ofrece soluciones de protección contra sobretensiones para diversas aplicaciones.Website: https://ep-us.mersen.com/
- ProsurgeProsurge ofrece amplios dispositivos de protección contra sobretensiones diseñados específicamente para sistemas fotovoltaicos (FV) y otras aplicaciones de CC, que garantizan una protección fiable contra las sobretensiones.Website: https://prosurge.com/
