DPS: Especificaciones deseables – 2

Clasificación

Según su aplicación los Dispositivos de protección contra sobretensiones (DPSs) se subdividen en Clase I, descargadores de corriente de rayo con especificación de onda 10/350 µs, corriente de impulso de rayo (Iimp) dada en unidades de KA; y DPS Clase IIdescargadores de sobretensiones con especificación de onda 8/20 µs corriente nominal de descarga In en KA.

Norma Internacional IEC 61643-1

Los dispositivos de protección contra rayos y sobretensiones para baja tensión están regulados por las normas internacionales IEC 61643-1 Segunda edición 2.005/03 “Surge protection Devices connected to low-voltage power distributions systems” Part 1 Performance requirements and testing methods” Según esta norma los dispositivos de protección contra sobretensiones se distinguen según los test de prueba tres diferentes categorías: Clase I, Clase II, y Clase III. En artículos previos nos referimos a los DPS´s clase I, en este artículo nos referiremos al de Clase II.

Pruebas

Según la norma Internacional IEC 61643-1 segunda edición 2.005/03, a un DPS Clase II se le practican las siguientes pruebas:

El DPS es sometido a 15 sobretensiones 8/20 µs con el pico de corriente nominal de descarga en KA In.
El DPS es sometido a 5 sobretensiones 8/20 µs con el pico de corriente máximo Imax.
En la realización de estas pruebas el DPS debe estar conectado a su tensión normal de operación.

A los DPS Clase II no se les aplican Ondas de prueba 10/350 µs, La corriente nominal In y la corriente máxima Imax son las dimensionadas en el DPS por el fabricante, es decir si, el fabricante afirma que el descargador es de 20 kA de corriente nominal (In), entonces le aplicaran 15 sobretensiones previas con esa magnitud, y si afirma que la corriente máxima Imax es de 40 kA, entonces se le aplicaran 5 sobretensiones de esa magnitud.

Un buen comprador debe asegurarse que el DPS Clase II esté comprobado y certificado, puede verificar en el aparato la etiqueta de fabricante la cual debe incluir los siguientes datos:

Numero de parte
Nombre del producto
MARCA
País de Origen: Donde fue fabricado
Uc: Tensión Nominal ejemplo 150 V
In: Corriente nominal ejemplo 20 kA 8/20 µs
Imax: Corriente Máxima ejemplo 40 kA 8/20 µs
Up: Nivel de protección ejemplo 1,5 kV
Fusible previo: Ejemplo 125 A
Clase o Tipo: Debe aparecer un cuadro rotulado con T2
Certificados: Los productos probados y acreditados contienen el sello del ente o entes acreditadores

Adicionalmente debe exigir el certificado de pruebas expedido por el ente acreditador el cual debe hacer referencia a los datos de la etiqueta del producto, nombre de la norma de prueba, versión de la norma, y vigencia del certificado.
Exigirá también copia del certificado de equivalencia RETIE.

Aplicación

La utilización de DPSs Clase I y Clase II está indicada por el nivel de riesgo. Debemos recordar que la norma Colombiana NTC 4552-2 y la norma Internacional IEC 62305-2 Administración del riesgo por rayo, calculan los componentes de riesgo derivados del Impulso Electromagnético de Rayo (LEMP). Para la utilización de un DPSs Clase II además del LEMP debe tener en cuenta los Impulsos electromagnéticos por Conmutación (SEMP).

Los componentes de riesgo que están relacionados con la utilización de DPSs Clase II son:

RC Componente relacionado con la falla de sistemas internos causado por LEMP (Impulsos Electromagnéticos de rayo).
RM Componente relacionada con la falla de sistemas internos causados por LEMP.
RU Componente relacionado con la lesiones en seres vivos causado por tensiones de Contacto dentro de la estructura, debido a corrientes de rayo que fluyen por un servicio Entrante a la estructura.
RV Componente relacionado con los daños físicos (fuego o explosión por chispas entre las instalaciones externas y partes metálicas generalmente al punto de entrada del servicio a la estructura) debido a corrientes de rayo transmitida a través de la acometida de servicios.
RW Componente relacionado a fallas de sistemas internos causados por sobretensiones inducidas sobre las acometidas y transmitida a la estructura.
RZ Componente relacionado a fallas de sistemas internos causados por sobretensiones inducidas sobre las líneas de acometida y transmitida a la estructura.

Instalar DPSs Clase II minimiza el riesgo, es aconsejable por lo tanto instalarlos coordinados aguas abajo de los DPSs Clase I.

DPS seguros

Los DPSs Clase II están construidos de varistores de óxido de zinc en la mayoría de las versiones que están disponibles en el mercado, esto presenta varios desafíos a la seguridad de las instalaciones eléctricas; por un lado cuando el DPS se agote ya sea por su uso normal o por una sobretensión de gran magnitud, se pone en cortocircuito, entonces se debe contar con un sistema de desconexión automático.

Ya hay tecnologías disponibles que cuentan con un sistema de desconexión automático llamado Thermo-Dinamic-Control, el cual separa el varistor y evita que entre en cortocircuito.

Otro desafío a la seguridad, es tener la certeza de cuando cambiar el aparato, ya que si su capacidad de derivación de sobretensiones quedó menguada, no habrá protección y esto si que es una condición grave, entonces se precisa de un sistema de monitoreo a distancia que de un aviso antes que el aparato deje de funcionar y ya no pueda garantizarnos condiciones seguras.

No basta con un indicador visual ya que requeriría permanente control humano. Ya hay tecnologías que solucionan esta condición de riesgo por medio de indicadores de estado de tres etapas, VERDE- AMARILO- ROJO con señalización a distancia interconectada y adicionalmente un sistema llamado PRO-ACTIVE-THERMO-CONTROL, el cual garantiza que antes que se agote definitivamente la vida del descargador da un aviso remoto para que sea reemplazado a tiempo.

Instalación

Se deben prever varias condiciones que afectan la instalación de los DPSs Clase II:

Costos de Instalación
Selectividad de Fusibles previos
Espacio
Distancias de conexión
Régimen de Neutro
Deben cumplirse los requerimientos de la norma internacional IEC 60364-5-53/A2

Bibliografia

Norma Internacional IEC 62305-4 Protection Against Ligthning, Part 4: Electrical and electronic systems whithin structures.
Norma Internacional IEC 61643 – 1 segunda edición 2.005/03
Hasse, P. Protección contra Sobretensiones de instalaciones de baja tensión TÜV, Verlang GmbH, Colonia, 1998
Hasse P, Noack F, Pospiech J, Zahlmann P. Cambio de generaciones en los descargadores de corriente de rayos para instalaciones de baja tensión. Etz, Volumen 119,nº 7- 8, paginas 76-83.
Norma técnica Colombiana, NTC 4552 Protección contra descargas eléctricas Atmosféricas (Rayos) Parte 2: Manejo del Riesgo.

Publicado Originalmente
REVISTA INGESOCIOS – Edición 35 (Noviembre – Diciembre 2009)
REVISTA MUNDO ELECTRICO N° 78 (Enero – Marzo 2010)

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