Un protector contra sobretensiones MOV funciona en paralelo porque el varistor de óxido metálico es un elemento de derivación no lineal. A la tensión normal del sistema, solo transporta una pequeña corriente de fuga. Cuando un transitorio eleva la tensión en el nodo protegido, la corriente del MOV aumenta bruscamente. Esa corriente que fluye a través de la impedancia finita de la fuente de sobretensión y la trayectoria de alimentación cambia la tensión del nodo, mientras que el MOV limita la tensión a través de sí mismo y de la carga conectada en paralelo.
La carga protegida y el MOV comparten la misma tensión en su punto de conexión común. No existe ninguna “paradoja de circuito en paralelo”. El error consiste en tratar la alimentación como una fuente de tensión ideal con impedancia cero, o tratar el MOV como una resistencia fija. Ninguno de los dos modelos representa una prueba de sobretensión o una instalación real.
Otra distinción es importante: la tensión declarada para el MOV o el dispositivo de protección contra sobretensiones (SPD) SPD completo se mide en bornes especificados y bajo condiciones de prueba determinadas. El equipo puede experimentar una tensión adicional causada por la inductancia de los conductores de conexión del SPD y por la disposición física entre el SPD y el equipo.
El circuito de protección contra sobretensiones MOV correcto
Un modelo de circuito útil contiene cinco elementos:
- una fuente transitoria;
- la impedancia de la fuente y de la trayectoria de alimentación;
- el nodo de conexión protegido;
- un MOV o un SPD basado en MOV conectado a través de los conductores pertinentes;
- la carga protegida conectada a ese nodo.
Durante el funcionamiento normal, la rama del MOV tiene una impedancia alta y no transporta corriente de carga. Durante una sobretensión, su característica no lineal de tensión-corriente permite el paso de una gran corriente a través de la rama de protección. La corriente retorna a través de otro conductor (como el neutro, otra fase o la tierra de protección) según el modo de protección del SPD y la trayectoria de la sobretensión.
Es por esto que “el SPD envía cada sobretensión a tierra” no es una explicación completa. Un MOV de línea a neutro conduce entre la línea y el neutro. Un modo de línea a línea conduce entre fases. Un modo de línea a PE involucra la trayectoria de la tierra de protección. El circuito completo y los modos de protección determinan por dónde fluye la corriente.
La idea rectora es simultánea, no secuencial:
- el transitorio intenta elevar la tensión del nodo;
- la corriente del MOV aumenta a medida que esa tensión sube;
- la corriente de sobretensión a través de la impedancia de la fuente y de la trayectoria produce una diferencia de tensión a lo largo de dicha trayectoria;
- la característica no lineal del MOV y la red de la fuente se estabilizan en un punto de funcionamiento para ese instante de la forma de onda;
- la carga en el mismo nodo ve la tensión limitada resultante, sujeta a los efectos de conexión y separación.
IEC 61643-11:2025, aplicado junto con los requisitos comunes en IEC 61643-01:2024, describes low-voltage AC SPDs as containing at least one nonlinear component intended to limit surge voltages and divert surge currents. IEC 61643-332:2024 aborda la teoría de funcionamiento, la selección y los principios de aplicación de los MOV.
Por qué un diagrama de fuente ideal da una respuesta incorrecta
Supongamos que una fuente de tensión ideal impone exactamente 1,000 V a través de una carga y un MOV, con impedancia cero en cualquier parte de la fuente o de los conductores. Conectar un MOV en derivación no puede reducir esa tensión impuesta. En un modelo idealizado, absorbería una corriente ilimitada, lo cual es físicamente imposible.
Las fuentes de transitorios reales no son ideales. Los generadores de sobretensiones tienen características de fuente definidas. Los transformadores de la red eléctrica, los conductores, las barras colectoras, las conexiones y la trayectoria de acoplamiento de la sobretensión contribuyen con resistencia, inductancia, capacitancia y efectos de propagación de onda. Estas propiedades limitan la corriente prospectiva e influyen en la tensión en el punto de conexión del SPD.
El MOV tampoco es un interruptor que cambia de una “resistencia infinita” a una resistencia baja fija. Su corriente depende fuerte y continuamente de la tensión. Para fines conceptuales:
iMOV(t) = f[vMOV(t)]La función es altamente no lineal. Un pequeño aumento en la tensión en la región de conducción puede producir un gran aumento en la corriente del MOV. Por lo tanto, la magnitud de protección relevante es una tensión de limitación/residual medida o declarada en condiciones de corriente y forma de onda determinadas, no un valor de resistencia dinámica universal.
IEEE C62.33-2016 cubre los métodos de prueba y los valores de rendimiento para componentes de protección contra sobretensiones MOV, incluyendo las capacidades de corriente de sobretensión 8/20 y la tensión de limitación. IEEE C62.42.2-2022 cubre las características, capacidades y ejemplos de aplicación de los MOV. Estos marcos refuerzan una regla importante: una cifra de tensión de un MOV solo es significativa junto con sus condiciones de medición o prueba.
Cinco magnitudes de tensión y corriente que no deben confundirse
Muchas explicaciones incorrectas sobre MOV utilizan un solo término, “tensión de sobretensión”, para varias magnitudes diferentes. Sepárelas antes de realizar cualquier cálculo o declaración de protección.
| Cantidad | Qué representa | Lo que le puede indicar | Lo que no le puede indicar por sí solo |
|---|---|---|---|
| Tensión de impulso en circuito abierto | Tensión producida por la fuente de sobretensión definida con su salida en circuito abierto | Una característica de la fuente de prueba o del entorno de sobretensión asumido | La tensión que permanecerá después de que un SPD conduzca |
| Corriente de sobretensión de cortocircuito prospectiva | Corriente que la fuente de sobretensión definida puede entregar en un cortocircuito | Otra característica de la fuente | La corriente exacta a través de un MOV instalado en particular |
| Tensión de sujeción del componente | Tensión a través de un MOV a una corriente de impulso y forma de onda especificadas | Comportamiento del MOV bajo la prueba de componente declarada | Protección del SPD completo o del borne del equipo en cualquier disposición |
| Tensión residual del SPD, Up o VPR | Cantidad de protección del dispositivo completo bajo su marco y prueba aplicables | Limitación de tensión probada o declarada en los bornes del SPD o modo de protección | Tensión adicional introducida por las conexiones de campo y la separación |
| Tensión en el borne del equipo | Transitorio que aparece realmente en los bornes del equipo protegido | El valor relevante para el esfuerzo de aislamiento del equipo | No puede deducirse a partir de un número de catálogo sin el contexto de la instalación |
Los dos primeros describen la fuente. Los dos siguientes describen el componente o el SPD completo bajo pruebas definidas. El último describe el resultado de la instalación.
Up y VPR pertenecen a marcos de referencia diferentes
En la documentación orientada a IEC, Arriba es el nivel de protección de tensión declarado del SPD. En la documentación orientada a UL, índice de protección de tensión (VPR) es un índice marcado estandarizado. Ambos ayudan a evaluar la limitación de tensión, pero no deben tratarse como etiquetas numéricamente intercambiables despojadas de sus respectivos métodos de prueba.
UL Solutions identifica el VPR, la tensión máxima de funcionamiento continuo (MCOV), la corriente nominal de descarga (In) y el índice de corriente de cortocircuito (SCCR) como índices importantes de los SPD. La guía de Uc y Up del SPD explica con más detalle la distinción entre la tensión continua y el nivel de protección.
Por qué 6 kV/3 kA no es una “regla de 2 ohmios” universal”
Un generador de onda combinada puede describirse mediante una tensión de circuito abierto y una corriente de cortocircuito prospectiva. Dividir 6 kV entre 3 kA da una relación de 2 ohmios para esa condición de fuente definida. Esto es útil para comprender el generador, no para asignar una impedancia de alta frecuencia universal de 2 ohmios a cada instalación residencial, comercial o industrial.
No protege contra: no demostrar que:
- cada servicio de edificio tiene 2 ohmios de impedancia de sobretensión;
- la corriente de falla disponible a 60 Hz puede convertirse en una impedancia de sobretensión utilizando un multiplicador;
- un edificio cercano a un transformador tiene necesariamente una protección contra sobretensiones ineficaz;
- la resistencia de contacto del interruptor automático debería determinar si un SPD se instala en el lado de la línea o de la carga;
- un ingeniero de campo puede predecir el voltaje en el borne del equipo con una resistencia MOV fija y un divisor de voltaje DC simple.
El entorno de sobretensión, la ruta de acoplamiento, la forma de onda, la geometría de la instalación y las características completas del SPD son importantes. La selección del producto debe utilizar las clasificaciones declaradas aplicables y las instrucciones de instalación, no un “presupuesto de impedancia” inventado.”
La impedancia antes del nodo y la inductancia en los conductores del SPD realizan funciones opuestas
A menudo se mezclan dos efectos.
La impedancia de la fuente y de la trayectoria de alimentación influye en la sobretensión incidente
La impedancia entre la fuente de transitorios y el nodo protegido limita la corriente de sobretensión prospectiva y afecta la tensión del nodo cuando el MOV conduce. Es parte de la razón por la cual un dispositivo en derivación puede limitar la tensión producida por una fuente real y finita.
Eso no convierte a una “mayor impedancia aguas arriba” en un objetivo de instalación general. Añadir impedancia arbitraria puede afectar el funcionamiento normal, el desempeño ante fallas, la compatibilidad electromagnética y la coordinación de protecciones. La red de alimentación es una entrada al problema de sobretensión, no una regla de ajuste en campo para elegir la ubicación del interruptor automático.
La inductancia de conexión del SPD se suma a la tensión del lado del equipo
Los conductores que conectan los conductores de distribución al SPD transportan una corriente de sobretensión que cambia rápidamente. Su inductancia produce una tensión transitoria adicional. Una relación conceptual útil es:
ΔuL ≈ Lloop × di/dtdónde Lloop es la inductancia efectiva de la trayectoria completa de conexión de la corriente de sobretensión y di/dt es la tasa de cambio de corriente. Esta no es una calculadora de campo: el tendido de los conductores, la geometría del bucle, el acoplamiento mutuo, las curvas, los bornes, la forma de onda y la distribución de corriente afectan el resultado.
La consecuencia práctica es fiable: una longitud de conexión y un área de bucle excesivas pueden aumentar la tensión que aparece más allá del valor de borne probado del SPD. La guía de instalación de SPD cableado de NEMA explica que la inductancia de los conductores de conexión se suma a la tensión del elemento de supresión y degrada el rendimiento de la corriente residual. UL Solutions aconseja de manera similar mantener los conductores del SPD lo más cortos posible y evitar curvas cerradas de 90 grados siempre que sea posible.
Para las disposiciones de los bornes, la protección de respaldo, el tendido de los conductores y los límites de puesta en servicio, utilice el guía de cableado de SPD dedicado y las instrucciones exactas del fabricante.
Un modelo de dos nodos evita el error de diseño más común
El punto de conexión del SPD y los bornes del equipo no deben tratarse automáticamente como un único nodo ideal.
Nodo A: punto de conexión del SPD
En el Nodo A, el SPD limita la tensión de acuerdo con sus elementos no lineales, construcción interna, modo de protección y sobretensión aplicada. Los datos de Up, VPR o tensión residual describen el rendimiento en los bornes del dispositivo definidos y bajo condiciones de prueba.
Nodo B: bornes del equipo protegido
El Nodo B puede estar separado del Nodo A por conductores, barras colectoras, filtros, interruptores, transformadores u otros elementos de la red. Durante un transitorio rápido, estos no son eléctricamente invisibles. La tensión en los bornes del equipo puede diferir de la tensión en los bornes del SPD debido a caídas inductivas, acoplamiento, oscilación, propagación de onda y otra ruta de entrada de sobretensión, como un cable de señal.
Esto proporciona una relación conceptual más segura:
tensión en los bornes del equipo = tensión limitada por el SPD + efectos dependientes de la instalaciónEl signo y la forma de onda de cada contribución no pueden reducirse a una suma aritmética universal. La ecuación es un recordatorio de diseño: un buen valor de catálogo del SPD no compensa una geometría de conexión deficiente o una ruta de entrada paralela sin protección.
Por qué un SPD basado en MOV aún puede fallar en la protección del equipo
Si el equipo protegido está dañado, la pregunta correcta no es simplemente “¿Había suficiente impedancia de línea?”. Compruebe la cadena de protección completa.
| Comprobar | Por qué es importante | Verificar contra |
|---|---|---|
| Tensión nominal continua | Un Uc o MCOV inadecuado puede estresar o desconectar el SPD durante una tensión normal o una sobretensión temporal | Tensión del sistema, esquema de conexión a tierra, hoja de datos del producto |
| Modos de protección y topología | El SPD debe proporcionar una trayectoria para los modos de sobretensión que pueden estresar el equipo | Diagrama unifilar, esquema TN/TT/IT, configuración del fabricante |
| Up o VPR | El nivel de protección declarado debe ser compatible con el objetivo de coordinación de aislamiento del equipo | Marco aplicable, datos de resistencia del equipo, estudio de diseño |
| Longitud de conexión y área de bucle | La inductancia de los conductores puede añadir tensión durante un aumento rápido de corriente | Instrucciones de instalación y disposición del cuadro |
| Protección contra cortocircuito y respaldo | La desconexión interna o externa debe coordinarse con la condición de falla disponible | SCCR o declaración de cortocircuito IEC aplicable, instrucciones de fusible/interruptor automático de respaldo |
| Estado de protección | Un módulo desconectado térmicamente o averiado puede dejar de proporcionar su modo de protección previsto | Ventana de estado, contacto remoto, registros de mantenimiento |
| Múltiples rutas de entrada | Las rutas de alimentación, datos, control, antena y conexión equipotencial pueden introducir diferentes sobretensiones | Arquitectura completa del sistema |
| Severidad y coordinación de sobretensiones | Ningún SPD garantiza una tensión de borne cero ni protección contra todos los eventos | Evaluación de riesgos, tipo de SPD, plan de coordinación, resistencia del equipo |
El envejecimiento del MOV y el comportamiento al final de su vida útil son independientes del mecanismo del circuito explicado aquí. Para esa decisión, utilice la guía de vida útil de SPD industrial y envejecimiento de MOV. Para la estructura del material de ZnO del MOV y la física de los componentes, consulte Explicación del MOV de ZnO.
Lista de verificación de verificación de ingeniería
Antes de aceptar un diseño de SPD basado en MOV, verifique:
- la tensión nominal y continua máxima exacta en cada modo de protección;
- la disposición de puesta a tierra y los conductores disponibles en el punto de instalación;
- Uc o MCOV y el comportamiento ante sobretensiones temporales;
- Tipo de SPD y marco de pruebas aplicable;
- Up o VPR por modo de protección cuando se proporcione;
- In, Imax, Iimp u otras declaraciones de corriente de descarga relevantes;
- SCCR o la declaración de corriente/resistencia a cortocircuitos IEC aplicable, además de la protección de respaldo requerida;
- la trayectoria de conexión más corta posible, conforme al fabricante y con un área de bucle limitada;
- los requisitos de resistencia a impulsos y coordinación de aislamiento del equipo;
- cada trayectoria de potencia, señal, comunicación y conexión equipotencial que entra en la zona protegida;
- indicación de estado, señalización remota, inspección y procedimiento de sustitución.
El guía de la hoja de datos del SPD proporciona una revisión completa de los valores nominales. Cuando se conocen las entradas del sistema, compare los valores disponibles dispositivos de protección contra sobretensiones VIOX por tensión, topología, tipo, nivel de protección, declaración de corriente de descarga y requisitos de protección de respaldo en lugar de por el tamaño del MOV o un número único de kA.
Preguntas Frecuentes
Si el MOV y la carga están en paralelo, ¿ven la misma tensión?
Sí, cuando comparten el mismo nodo de conexión ideal. El MOV protege cambiando la corriente extraída de una fuente de sobretensión no ideal, lo que cambia la tensión establecida en ese nodo. En una instalación real, el equipo puede ser un segundo nodo eléctrico porque los conductores y la disposición tienen impedancia durante un transitorio rápido.
¿Absorbe un MOV la tensión de sobretensión?
No. La tensión no se absorbe. El MOV conduce la corriente de sobretensión y disipa parte de la energía mientras limita la tensión en sus bornes. La distribución de energía y corriente depende de la fuente, la forma de onda, la característica del MOV, otros elementos de protección y la trayectoria del circuito.
¿Es un MOV un cortocircuito durante una sobretensión?
No es un cortocircuito ideal. Se vuelve mucho más conductivo, pero conserva una característica tensión-corriente no lineal y una tensión residual o de limitación significativa. Esa tensión depende de la corriente de impulso, la forma de onda, la temperatura, el diseño del componente y las condiciones de prueba.
¿Puedo calcular la protección con una resistencia de MOV fija?
No de forma fiable. Un divisor de resistencia fija puede ilustrar por qué la impedancia de la fuente es importante, pero no puede predecir el comportamiento transitorio no lineal de un MOV ni la tensión en el equipo instalado. Utilice las curvas del fabricante, los valores nominales declarados del SPD, los datos de prueba aplicables y un modelo que tenga en cuenta la instalación.
¿Es una onda combinada de 6 kV/3 kA lo mismo que un rayo real?
No. Es una condición de fuente estandarizada utilizada para pruebas o evaluaciones definidas. No reproduce todos los eventos de rayos directos o indirectos, transitorios de conmutación, rutas de acoplamiento o instalaciones de edificios.
¿Un cable de SPD más corto cambia la propia tensión de limitación del MOV?
No cambia la característica del material del MOV en sí. Reduce la tensión inductiva adicional asociada con la ruta de conexión externa, lo que puede disminuir la tensión efectiva presentada a la instalación protegida.
Referencias técnicas
- IEC 61643-01:2024 — Requisitos generales y métodos de ensayo para SPD de baja tensión
- IEC 61643-11:2025 — SPD conectados a sistemas eléctricos de baja tensión de AC
- IEC 61643-332:2024 — Principios de selección y aplicación para MOV
- IEEE C62.33-2016 — Métodos de ensayo y valores de rendimiento para componentes de protección contra sobretensiones MOV
- IEEE C62.42.2-2022 — Aplicación de componentes de protección contra sobretensiones MOV
- UL Solutions — Protección contra sobretensiones
- NEMA Surge Protection Institute — Instalación correcta de un SPD cableado
Este artículo explica el comportamiento de los MOV/SPD de baja tensión; no es un procedimiento de instalación energizada ni de prueba en campo. La selección final del producto y su instalación deben seguir la documentación exacta del producto, las normas aplicables, el estudio del sistema y la revisión de ingeniería cualificada.