Noticias : Distribución Eléctrica

En nuestro moderno y complejo mundo eléctrico, mucha de la atención se esta enfocando al fenómeno de los picos de tensión, también conocidos como sobretensiones transitorias o transitorios. En este documento nos enfocaremos a los transitorios generados internamente en nuestras instalaciones eléctricas. Los expertos en la comunidad eléctrica concuerdan en el hecho que 60 a 80% de todas las sobretensiones transitorias destructivas se originan en el interior de nuestra instalación eléctrica. Estas sobretensiones van desde algunos cientos de volts a varios miles. Un buen sistema de protección contra sobretensiones transitorias protegerá la instalación, tanto de efectos externos como internos.

¿Que son las sobretensiones transitorias?

Un pico o sobretension transitoria es definido por la IEEE como, “Un sobre voltaje de corta duración (algunos milisegundos o menos), fenómeno oscilatorio o no oscilatorio” clasificado en la categoría de rayos y eventos de frente de onda muy rápido.(di/dt). Los transitorios internos se producen por la conmutación de equipos tales como grandes motores, paneles de alumbrado, balastros electrónicos, fuentes de poder conmutadas, SCR (electrónica de potencia), Sistemas de Aire acondicionado, bancos de capacitores, variadores de velocidad, etc.

Bajo condiciones normales las sobretensiones van desde algunos volts hasta 6 veces el voltaje máximo del sistema eléctrico (IEEE 62.41.1-2002). En este caso las sobretensiones se clasifican en 5 categorías:

• Conmutación menor: Encendido y apagado aleatorio de enseres domésticos y otras cargas en un sistema individual.
• Notching “muescas”: Produce sobretensiones en cada ciclo de conmutación en convertidores, rectificadores, etc.
• Múltiples rebotes o “restrikes”: Interruptores o contactos que “rebotan” al actuar.
• Conmutación de equipo mayor: Conmutación de bancos de capacitores, reactores, transformadores, etc.
• Combinación de “restrikes” y conmutación de equipos mayores.

Fuera de condiciones normales, las sobretensiones alcanzan 2 a 3 veces el voltaje máximo fase-tierra en promedio pero puede alcanzar niveles mayores dependiendo de las variables del sistema (IEEE 62.41.1-2002). En este caso las sobretensiones se clasifican en 3 categorías:

• Falla de arco: Resultante de un aislamiento deteriorado.
• “Fault clearing”: Resultante de la apertura de fusibles o interruptores de acción rápida, dejando energía inductiva atrapada en el circuito aguas arriba. Si no se cuenta con un circuito de baja impedancia para desviar la energía, se generan altos voltajes.
• Reconexión en el sistema de alimentación general (utility) después de una falla general.

¿Frecuencia?

La frecuencia con que aparecen o se generan sobretensiones transitorias, depende de la configuración del sistema eléctrico, la cantidad de maquinas/motores, la calidad de la energía entregada por la compañía suministradora, la cantidad de conmutaciones que ocurren, etc. La cantidad puede ir de algunos pocos a varios miles al día. La cantidad de sobretensiones transitorias indica el potencial de degradación de los equipos eléctricos/electrónicos.

Afectaciones a nuestras instalaciones ó equipos

La mayoría de los daños ocasionados por sobretensiones transitorias no ocurren en un solo arqueo catastrófico. El constante bombardeo de sobretensiones transitorias o impulsos de menor intensidad en los equipos y/o componentes electrónicos causan el deterioro prematuro y conllevan a fallas de circuitos integrados, transistores, diodos, reguladores de voltaje de estado sólido, capacitores miniatura, etc. Estos componentes electrónicos son más susceptibles a daños o comportamientos erráticos generados por las sobretensiones transitorias.

Microprocesadores

El microprocesador es una parte importante de casi cualquier sistema eléctrico. Día con día se reduce el tamaño, se aumenta su velocidad de procesamiento y se vuelven más sensibes. Los circuitos integrados y los “chips” son los componentes más delicados y sensibles a sobretensiones transitorias. Si miramos de cerca un microprocesador  veremos múltiples capas

de conductores de hasta 5 micrones de ancho por 1 micrón de espesor. La corriente que fluye normalmente por estos conductores esta en el rango de los 5 milliamperes, automáticamente una sobretension o transitorio por arriba de estos niveles puede destruir el microprocesador al dañar los conductores o incluso destruyendo el material dieléctrico que funge como aislante.

Motores

Aunque los motores son el origen de muchos transitorios, estos no son inmunes a sus efectos. Las sobretensiones pueden causar fallas en los aislamienos, causando fallas completas en el sistema. (Crawford, D. E., “A mechanism of motor Failures,” General Electric Company).

En resumen.

Al preguntar “¿En donde se originan las sobretensiones o transitorios?”, la mayoría de la gente diría que estas se generan al exterior de la instalación eléctrica como por ejemplo descargas atmosféricas o bancos de capacitores en las instalaciones de la compañía suministradora. De hecho la mayoría de los transitorios los generamos internamente en nuestras instalaciones, la cantidad y magnitud de estos depende de muchas variables. Los voltajes y frecuencias de estos transitorios causan la degradación de nuestra instalación eléctrica con las consecuencias económicas que ya conocemos (Mantenimiento correctivo, perdidas en horas productivas, repercusiones en nuestros clientes con sus posibles penalizaciones, etc.). La protección de nuestra instalación ya no solo debe considerarse en la acometida principal, protegiéndonos de disturbios exteriores, la protección debe de ser integral, al considerar los disturbios internos y aplicando protecciones en cascada en cada punto critico de nuestro sistema, desde los tableros de distribución hasta cada circuito derivado.

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