Mejores prácticas para usar dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD) y RCD juntos
Dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD) y RCD
Cuando el sistema de distribución de energía incorpore RCD, la actividad transitoria podría hacer que los RCD funcionen y, por lo tanto, la pérdida de suministro. Siempre que sea posible, deben instalarse dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD) aguas arriba del RCD para evitar disparos no deseados causados por sobretensiones transitorias.
Cuando los dispositivos de protección contra sobretensiones se instalan de acuerdo con BS 7671 534.2.1 y están en el lado de carga de un dispositivo de corriente residual, un RCD que tiene inmunidad a las sobrecorrientes de al menos 3 kA 8/20.
NOTAS IMPORTANTES // RCD tipo S Satisfacer este requisito. En el caso de sobrecorrientes superiores a 3 kA 8/20, el RCD puede dispararse provocando la interrupción del suministro eléctrico.
Si el SPD se instala aguas abajo del RCD, el RCD debe ser del tipo retardado con inmunidad a las sobrecorrientes de al menos 3 kA 8/20. La Sección 534.2.2 de BS 7671 detalla los requisitos mínimos de conexión del SPD (basados en los modos de protección del SPD) en el origen de la instalación (típicamente un SPD Tipo 1).
En caso de que no esté familiarizado con el funcionamiento y los tipos de dispositivos de protección contra sobretensiones, es mejor que lea primero los conceptos básicos de los dispositivos de protección contra sobretensiones.
Conexión SPD tipo 1 (CT1)
Una configuración de SPD basada en el tipo de conexión 1 (CT1) es para Disposiciones de puesta a tierra TN-CS o TN-S así como la disposición de puesta a tierra TT donde el SPD está instalado aguas abajo del RCD.
Figura 1 - Dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD) instalados en el lado de carga del RCD
En general, los sistemas TT requieren una atención especial porque normalmente tienen impedancias de tierra más altas que reducen las corrientes de falla a tierra y aumentan los tiempos de desconexión de Dispositivos de protección contra sobrecorriente: OCPD.
Por lo tanto, para cumplir con los requisitos de tiempos de desconexión seguros, se utilizan RCD para la protección de falla a tierra.
Conexión SPD tipo 2 (CT2)
Se requiere una configuración de SPD basada en el tipo de conexión 2 (CT2) en un Disposición de tierra TT si el SPD está aguas arriba del RCD. El RCD que está aguas abajo del SPD no funcionará si el SPD se avería.
Figura 2 - Dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD) instalados en el lado de suministro del RCD
La disposición de SPD aquí está configurada de manera que los SPD se apliquen entre los conductores activos (vivos a neutro) en lugar de entre los conductores activos y el conductor de protección.
Por lo tanto, si el SPD se avería, crearía una corriente de cortocircuito en lugar de una corriente de falla a tierra y, como tal, garantizaría que los dispositivos de protección contra sobrecorriente (OCPD) en línea con el SPD funcionen de manera segura dentro del tiempo de desconexión requerido.
Se utiliza un SPD de mayor energía entre el neutro y el conductor de protección. Este SPD de mayor energía (típicamente una descarga de chispas para un SPD Tipo 1) se requiere cuando surgen corrientes de rayo hacia el conductor de protección y, como tal, este SPD de mayor energía ve hasta 4 veces la sobrecorriente de los SPD conectados entre los conductores activos.
La cláusula 534.2.3.4.3, por lo tanto, advierte que el SPD entre el neutro y el conductor de protección está clasificado en 4 veces la magnitud del SPD entre los conductores activos.
Por lo tanto, solo si no se puede calcular la corriente de impulso Iimp, 534.2.3.4.3 advierte que el valor mínimo Iimp para un SPD entre el neutro y el conductor de protección es 50kA 10/350 para una instalación CT3 trifásica, 2 veces 4kA 12.5/10 de los SPD entre los conductores activos.
La configuración CT2 SPD a menudo se conoce como la disposición '3 + 1' para un suministro trifásico.
Configuraciones de tierra SPD y TN-CS
Los requisitos mínimos de conexión del SPD en o cerca del origen de la instalación para un sistema TN-CS requieren una mayor aclaración, como lo ilustra la Sección 534 de BS 7671 (consulte la Figura 3 a continuación). Se requiere un SPD de Tipo 1 entre los conductores vivos y PE, lo mismo según sea necesario para un sistema TN-S.
Figura 3 - Instalación de SPD de tipos 1, 2 y 3, por ejemplo en sistemas TN-CS
El término 'en o cerca del origen de la instalación' crea ambigüedad dado el hecho de que la palabra "cerca" no está definida. Desde un punto de vista técnico, si los SPD se aplican dentro de una distancia de 0.5 m de la división PEN para separar N y PE, no es necesario tener un modo de protección SPD entre N y PE como se muestra en la figura.
Si BS 7671 permitiera la aplicación de SPD en el lado TN-C (lado de servicios públicos) del sistema TN-CS (observado en algunas partes de Europa), entonces podría ser posible instalar SPD dentro de 0.5 m de la división PEN para N y PE y omita el modo de protección N a PE SPD.
Sin embargo, como los SPD solo se pueden aplicar el lado TN-S (lado del consumidor) del sistema TN-CS, y dado que los SPD se instalan típicamente en el tablero de distribución principal, la distancia entre el punto de instalación del SPD y la división del PEN casi siempre será mayor que 0.5 m, por lo que es necesario tener un SPD entre N y PE como se requiere para un sistema TN-S.
Como los SPD de tipo 1 se instalan específicamente para evitar el riesgo de pérdida de vidas humanas (según BS EN62305) a través de chispas peligrosas que podrían presentar un riesgo de incendio, por ejemplo, solo en interés de la seguridad, el criterio de ingeniería es que se debe instalar un SPD entre N y PE para un sistema TN-CS como lo haría en un sistema TN-S.
En resumen, en lo que respecta a la Sección 534, Los sistemas TN-CS reciben el mismo tratamiento que los sistemas TN-S para la selección e instalación de SPD.
Los fundamentos de los dispositivos de protección contra sobretensiones
Un dispositivo de protección contra sobretensiones (SPD) es un componente del sistema de protección de la instalación eléctrica. Este dispositivo está conectado a la fuente de alimentación en paralelo con las cargas (circuitos) que está destinado a proteger (ver Figura 4). También se puede utilizar en todos los niveles de la red de suministro eléctrico.
Este es el más utilizado y el tipo más práctico de protección contra sobretensiones.
El principio de funcionamiento de la protección contra sobretensiones
Los SPD están diseñados para limitar las sobretensiones transitorias debidas a rayos o conmutaciones y desviar las sobrecorrientes asociadas a tierra, para limitar estas sobretensiones a niveles que es poco probable que dañen la instalación eléctrica o el equipo.
Tipos de dispositivos de protección contra sobretensiones
Hay tres tipos de SPD según los estándares internacionales:
Escriba 1 SPD
Protección contra sobretensiones transitorias debido a los rayos directos. El SPD Tipo 1 se recomienda para proteger instalaciones eléctricas contra corrientes de rayo parciales causadas por descargas directas de rayo. Puede descargar el voltaje de los rayos que se propagan desde el conductor de tierra a los conductores de la red.
El SPD de tipo 1 se caracteriza por Onda de corriente de 10 / 350µs.
Figura 5 - Tres tipos de SPD según estándares internacionales
Escriba 2 SPD
Protección contra sobretensiones transitorias debido a la conmutación y los rayos indirectos. El SPD Tipo 2 es el principal sistema de protección para todas las instalaciones eléctricas de baja tensión. Instalado en cada cuadro eléctrico, evita la propagación de sobretensiones en las instalaciones eléctricas y protege las cargas.
El SPD de tipo 2 se caracteriza por Onda de corriente de 8 / 20µs.
Escriba 3 SPD
Se utiliza SPD de tipo 3 para protección local para cargas sensibles. Estos SPD tienen una baja capacidad de descarga. Por lo tanto, solo deben instalarse como complemento del SPD de tipo 2 y cerca de cargas sensibles. Están ampliamente disponibles como dispositivos cableados (frecuentemente combinados con SPD Tipo 2 para uso en instalaciones fijas).
Sin embargo, también se incorporan en:
- Tomacorrientes protegidos contra sobretensiones
- Enchufes portátiles protegidos contra sobretensiones
- Telecomunicaciones y protección de datos
