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Un dispositivo de protección contra sobretensiones trifásico no se dimensiona a partir de los amperios del tablero y no debe seleccionarse eligiendo el número de kA más alto. La especificación correcta comienza con la tensión en cada modo de protección conectado, el sistema de puesta a tierra y el límite de la instalación. Solo entonces se puede seleccionar el tipo de SPD, la topología, Uc, Up, Iimp/In/Imax y la protección contra cortocircuito.
Utilice los nueve pasos siguientes en orden. Cada paso puede descalificar un producto; aprobar únicamente el paso de la corriente nominal no es suficiente.
Dimensionamiento de SPD trifásico: Los datos de entrada requeridos
Recopile esta información antes de comparar modelos:
| Entrada | Registro del proyecto |
|---|---|
| Alimentación | Tensión nominal y máxima L-L, tensión L-N donde esté presente, frecuencia |
| Conductores | Tres hilos o cuatro hilos; L1/L2/L3, N, PE o PEN |
| Earthing | TN-S, TN-C-S, TN-C, TT, IT o configuración definida para el proyecto en este tablero |
| Ubicación | Origen de la acometida, cuadro principal, cuadro de distribución o cerca del equipo final |
| Exposición | Sistema externo de protección contra el rayo, suministro aéreo, riesgo de rayo y SPD aguas arriba |
| Equipo | Tensión soportada al impulso requerida/objetivo de protección y criticidad |
| Deber de falla | Corriente de cortocircuito prospectiva y fusible/interruptor automático aguas arriba |
| Instalación | Espacio, entorno, recorrido del cable, estado y requisito de alarma remota |
| Normas | IEC/EN, UL u otra base del proyecto; no mezclar clasificaciones |
El resultado es una especificación, no solo “un SPD de 40 kA”.”
Puerta 1: Defina la tensión por modo de protección
Registre tanto la tensión línea a línea como la tensión línea a neutro. Un sistema de 400/230 V y un sistema de 480 V pueden denominarse ambos “trifásicos”, pero la tensión aplicada continuamente a un elemento de SPD depende de si dicho elemento está conectado L-N, L-PE, L-L o N-PE.
Identifique también la tensión normal a frecuencia industrial más elevada esperada en el punto de instalación. No la confunda con un transitorio. La tolerancia de tensión, la regulación del transformador, los modos de generación y las fallas del sistema pueden alterar el esfuerzo a través de un modo de protección.
Resultado de la especificación: tensión nominal del sistema, tensión normal máxima y tensión a través de cada modo de protección propuesto.
Puerta 2: Identifique el sistema de puesta a tierra en este cuadro
No seleccione la topología basándose únicamente en la descripción general del edificio. Identifique si el neutro y PE están separados o combinados en la ubicación real del SPD y dónde se produce cualquier separación de PEN o unión N-PE.
- TN-S/TN-C-S aguas abajo de la separación: L, N y PE son distintos en el cuadro; la coordinación L-N y N-PE es comúnmente relevante.
- TN-C: la disposición de los conductores incluye PEN; utilice solo una topología aprobada para ese punto y no cree una separación artificial entre neutro y tierra.
- TT: El comportamiento N-PE y las tensiones transitorias a frecuencia industrial requieren una consideración explícita; las disposiciones 3+1 se utilizan comúnmente en diseños orientados a IEC, pero la elección exacta sigue dependiendo del proyecto y del producto.
- IT: las condiciones de primer fallo pueden elevar la tensión a tierra en los conductores sanos. Uc y la topología deben verificarse para la configuración IT real y la condición de fallo.
Use la Guía de puesta a tierra TN, TT e IT para las definiciones del sistema.
Resultado de la especificación: sistema de puesta a tierra, disposición de N/PE/PEN y ubicación de la conexión equipotencial.
Puerta 3: Seleccione el tipo de SPD según la ubicación y la exposición
En el marco de la IEC, el tipo identifica la capacidad nominal de sobretensión estandarizada, no el número de polos:
| Tipo de | Parámetro de capacidad nominal principal | Función de diseño típica |
|---|---|---|
| Tipo 1 | Implícito, comúnmente asociado con pruebas de 10/350 µs |
Manejo de corriente de rayo en un origen o límite de LPZ donde el diseño de riesgo lo requiera |
| Tipo 2 | En y, cuando se declare, Imáx., comúnmente con corriente de 8/20 µs |
Limitación a nivel de distribución de sobretensiones inducidas y de conmutación |
| Tipo 3 | Coordinación entre onda combinada y equipo terminal | Protección fina cerca de equipos sensibles, coordinada con los SPD aguas arriba |
| Tipo 1+2 | Rendimiento declarado para ambos servicios | Aplicación combinada donde se satisfacen ambos conjuntos de requisitos |
Un sistema de protección externa contra rayos, la evaluación del riesgo de corriente de rayo, la acometida aérea y el límite de la instalación pueden exigir un requisito de Tipo 1. Un cuadro de distribución aguas abajo no necesita automáticamente un Tipo 1 simplemente por ser industrial.
Los tipos de SPD IEC 1/2/3 y UL 1449 no son etiquetas intercambiables. Si el proyecto se basa en UL, especifique la categoría UL, la configuración nominal del sistema eléctrico, MCOV, VPR, SCCR y la ubicación de la instalación bajo ese marco. Consulte el Guía de comparación entre Tipo 1, Tipo 2 y Tipo 3.
Resultado de la especificación: marco de normas, el tipo de SPD y el límite de instalación.
Puerta 4: Elegir la topología y los modos de protección
La topología debe ajustarse a los conductores y al sistema de puesta a tierra:
- 3+0: tres vías de protección, con los modos de conexión exactos definidos por el diagrama del producto.
- 4+0: cuatro vías de limitación de tensión en la terminología común del mercado; se debe verificar la notación y los modos del proveedor.
- 3+1: comúnmente tres vías de limitación de tensión fase-neutro más una vía de conmutación N-PE coordinada.
No equipare cuatro módulos físicos con un circuito universal de “cuatro polos”. Lea el diagrama del circuito interno y declare los modos requeridos: L-N, L-PE, L-L y/o N-PE. El guía de topología de SPD y Guía de 3 polos frente a 4 polos cubra esta decisión en profundidad.
Resultado de la especificación: número de conductores, topología y modos de protección requeridos.
Puerta 5: Seleccione Uc o MCOV—y verifique el comportamiento ante TOV
Uc es la tensión máxima de funcionamiento continuo que puede aplicarse al SPD bajo sus condiciones declaradas. Selecciónela para la tensión a través de cada modo, no solo a partir de la etiqueta del sistema fase a fase.
Uc debe ser lo suficientemente alta para evitar la operación o el envejecimiento acelerado durante condiciones de tensión normales, pero elegir una Uc innecesariamente alta puede resultar en un nivel de protección menos favorable. Utilice las tablas del fabricante para el sistema de puesta a tierra específico.
Verifique también el comportamiento del SPD bajo sobretensión temporal a frecuencia industrial (TOV). Una TOV no es simplemente una desviación normal del suministro a largo plazo. Su importancia depende de la magnitud, duración, sistema de puesta a tierra y fallo, capacidad de resistencia del equipo, respuesta del SPD y las reglas de instalación locales. Un protector de tensión genérico no sustituye la comprobación del comportamiento de TOV declarado del SPD.
Para una distinción más profunda, lea Uc frente a Up en un SPD.
Resultado de la especificación: Uc/MCOV para cada modo de protección y comportamiento TOV requerido.
Puerta 6: Coordinar Up con el equipo protegido
Arriba es el nivel de protección de tensión declarado bajo pruebas especificadas. Debe admitir la coordinación con la resistencia al impulso del equipo y el plan de protección aguas arriba/aguas abajo.
No se limite a seleccionar el número más bajo de una página del catálogo:
- Compare Up solo sobre la misma base de norma y modo de protección.
- Considere la tensión añadida por la inductancia de los cables de conexión en la instalación real.
- Considere la distancia del cable y los SPD aguas abajo coordinados cuando sea necesario.
- Confirme que la idoneidad de Uc y TOV siga siendo correcta; un Up bajo no puede compensar una tensión nominal de funcionamiento continuo incorrecta.
Resultado de la especificación: Up máximo aceptable declarado por modo, base de resistencia del equipo y nota de coordinación de la instalación.
Puerta 7: Especifique Iimp, In e Imax correctamente
Estos valores no son capacidades de kA intercambiables:
| Clasificación | Uso para selección | Regla de comparación |
|---|---|---|
Implícito |
Capacidad de servicio para corriente de rayo Tipo 1 | Compare por polo/modo con la misma base de prueba de 10/350 µs y contexto de carga/energía |
En |
Ciclo de corriente de descarga nominal | Compare con la misma base, modo y norma de 8/20 µs |
Imáx. |
Corriente de descarga máxima para los productos que la declaran | Tratar como un valor de prueba máximo, no como prueba de servicio repetido o capacidad de Tipo 1 |
El servicio requerido proviene de la evaluación de riesgos, el diseño de protección contra rayos, el nivel de instalación, la coordinación y las normas aplicables. No existe un valor en kA universal defendible para cada cuadro comercial o industrial. El Guía de In frente a Imax explica los valores nominales sin convertirlos en un atajo de dimensionamiento falso.
Resultado de la especificación: Iimp requerido para servicio de Tipo 1 y/o In más Imax donde sea relevante, cada uno con su forma de onda, modo y base por polo/total.
Puerta 8: Verificar cortocircuito y protección de respaldo
Un SPD puede llegar al fin de su vida útil o fallar en condiciones anormales del sistema. La rama debe ser capaz de desconectarse de forma segura al nivel de falta disponible.
Registrar y comparar:
- Corriente de cortocircuito prospectiva en el punto de instalación.
- SPD
SCCRo declaración de resistencia/corriente de cortocircuito aplicable, tal comoIsccr. - Fusible o interruptor automático aguas arriba permitido como máximo.
- Fusible/interruptor automático de respaldo externo especificado por el fabricante, si es necesario.
- Expectativas de coordinación y selectividad para el sistema eléctrico de distribución aguas arriba.
- Capacidad de extinción de corriente de seguimiento cuando sea relevante para la tecnología del SPD.
Un seccionador térmico interno y un dispositivo de protección contra cortocircuitos externo realizan funciones diferentes. Nunca elija el dispositivo de respaldo basándose únicamente en la corriente del tablero ni lo sustituya por uno de mayor capacidad sin los datos de coordinación del fabricante.
Resultado de la especificación: corriente de falla disponible, declaración de cortocircuito aplicable, dispositivo aguas arriba y dispositivo de respaldo dedicado.
Fase 9: Completar la especificación industrial
Las especificaciones eléctricas son solo una parte de una solicitud de cotización (RFQ) utilizable. Añada:
- Formato de montaje en riel DIN o en panel y módulos disponibles
- Cartuchos enchufables o fijos
- Indicación visual de estado y contacto de conmutación remoto
- Temperatura de funcionamiento, altitud y requisitos de reducción de potencia
- Condiciones ambientales/de contaminación/de la envolvente
- Rango de bornes, requisitos del conductor y datos de par de apriete
- Documentación de certificación y pruebas requerida
- Codificación de módulos reemplazables y acceso para mantenimiento
- Coordinación con SPD aguas arriba/aguas abajo
- Objetivo de trayectoria de conexión práctica máxima
Ejemplo práctico: cuadro de distribución TN-S de 400/230 V
Suponga que un proyecto registra un cuadro de distribución TN-S de cuatro conductores trifásico de 400/230 V y 50 Hz aguas abajo del servicio. Existe un SPD de Tipo 1 aguas arriba en el origen, no hay un límite de corriente de rayo directa independiente en este cuadro, y se suministran equipos sensibles de PLC y accionamientos aguas abajo.
El resultado correcto no es un modelo de catálogo inventado. Es un conjunto de requisitos:
- Servicio de Tipo 2 orientado a IEC en este nivel de distribución, sujeto a la evaluación de riesgos del proyecto.
- Topología aprobada para 3P+N TN-S, con los modos L-N/N-PE exactos u otros modos requeridos declarados.
- Uc seleccionado de la tabla TN-S del fabricante conforme a la tensión real en cada modo y a la condición normal máxima.
- Comportamiento ante TOV compatible con el sistema y las normas locales.
- Up coordinado con la resistencia del equipo aguas abajo y corregido para la disposición de conductores prevista.
- In e Imax, donde se declaren, seleccionados a partir del requisito de capacidad de sobretensión del proyecto sobre una base de 8/20 µs coincidente.
- Corriente de falla disponible verificada frente a SCCR/Isccr y la tabla de protección de respaldo del fabricante.
- Indicación remota incluida debido a que el tablero se mantiene de forma centralizada.
Solo después de que estas declaraciones se completen se debe seleccionar un modelo.
Hoja de trabajo lista para copiar de RFQ de SPD trifásico
Aplicación / tablero:
Marco de normas y mercado:
Tensión nominal: ____ V L-L / ____ V L-N
Tensión normal máxima y frecuencia:
Conductores: L1 / L2 / L3 / N / PE o PEN
Sistema de puesta a tierra y ubicación de la separación de enlace/PEN:
Límite de instalación y SPD aguas arriba:
LPS externo / resultado de riesgo de rayo:
Tipo de SPD requerido:
Topología y modos de protección requeridos:
Uc / MCOV por modo:
Comportamiento de TOV requerido:
Up máximo aceptable por modo:
Requisito de Iimp con forma de onda y base por polo/total:
Requisito de In con forma de onda y modo:
Requisito de Imax, donde se utilice, con forma de onda y modo:
Corriente de cortocircuito prospectiva:
SCCR requerido o declaración aplicable como Isccr:
Dispositivo de protección aguas arriba:
Fusible/interruptor automático de respaldo externo requerido:
Montaje, entorno y número de módulos:
Requisito de estado visual / remoto:
Restricción de ruta de cables y notas de coordinación:
Certificados y documentación requeridos:Use la guía de la hoja de datos del SPD para verificar las respuestas del proveedor línea por línea. A continuación, se procede con la instalación física del guía de cableado de SPD.
Regla de selección final
Una especificación de SPD trifásico defendible debe superar cada fase:
tensión del sistema → puesta a tierra → tipo de instalación → topología → Uc/TOV → Up → Iimp/In/Imax → protección contra fallos/respaldo → características del proyecto
Si la cotización de un proveedor omite los modos de protección, las formas de onda de prueba o la coordinación contra cortocircuitos, todavía no es comparable. Envíe la hoja de trabajo completada y el diagrama unifilar al equipo de producto de SPD VIOX para la verificación a nivel de modelo.