Protección contra sobretensiones transitorias

Por: Ing. Hernán Hernández

Como primer punto, se debe entender qué es una sobretensión transitoria. Es un fenómeno que se presenta en la red de alimentación eléctrica como un incremento de la tensión existente; el tiempo de duración así como su magnitud pueden ser distintos en cada una de las veces que se registra.

Si se comprenden bien las características, puedes diferenciar entre las sobretensiones transitorias y las variaciones de tensión, que son fenómenos totalmente distintos y se corrigen de modo diferente. Sin embargo, en un sistema eléctrico puede darse el caso que se tengan ambos fenómenos, por lo que es necesario realizar un estudio más profundo para determinar cuál de los dos es el más crítico y corregirlo, para evitar las pérdidas de operación o daño en equipo.

La sobretensión transitoria tiene diferentes fuentes de generación y pueden llegar a ser tan simples como encender una computadora, conectar un cargador de teléfono celular o incluso el encendido electrónico de una estufa; como vez la generación del fenómeno se da dentro de las casas-habitación en acciones cotidianas, estas sobretensiones son de baja magnitud pero al fin y al cabo repercuten en los demás equipos conectados al sistema eléctrico. Los casos más severos se dan de manera externa; un caso frecuente es cuando existe un local dedicado a la herrería o bien un pequeño taller de fabricación, a lado de la vivienda; dentro de estos locales es común la operación de motores bifásicos o trifásicos que al arranque y posterior estabilización de la operación producen los fenómenos de sobretensión, entre otros.

Estas distorsiones de la energía eléctrica, ya sean grandes o pequeñas, son enviadas directamente a las líneas de alimentación principal. Un dato interesante es que el sistema de puesta a tierra puede ayudar en la mitigación del fenómeno, pero no es suficiente para la protección de los equipos conectados. Atendiendo lo indicado en la NOM 001 SEDE 2012, artículo 285, los Supresores de Sobretensiones Transitorias (SSTT) se instalan en sistemas de alambrado de inmuebles de hasta 1000 V. Dejando como uso no permitido para estos dispositivos: circuitos de más de 1000 V, sistemas no puestos a tierra, sistemas puestos a tierra a través de una impedancia y sistemas en delta con una esquina puesta a tierra (a menos que estén aprobados específicamente para este uso); para el último caso hay fabricantes que tienen disponibles supresores diseñados para estos tipos de conexión. También como uso no permitido se indican las instalaciones donde el valor nominal del supresor contra sobretensiones transitorias es menor a la máxima tensión continua disponible de fase a tierra a la frecuencia del sistema en el punto de aplicación, debido a que degrada continuamente los componentes internos afectando su respuesta a las tensiones transitorias.

Al supresor se le aplican los requerimientos de cualquier equipo o material instalado, por lo tanto debe ser un equipo aprobado.

LAS NORMAS QUE RIGEN

Aunque nuestro referente sobre instalaciones eléctricas es la NOM 001 vigente, en materia de supresores y sobre todo en su fabricación existen otras normas, una de ellas es la UL 1449 que es la norma de seguridad y desempeño de Underwriters Laboratories (UL) aplicable a equipo de protección contra transitorios. En 2009, esta norma se actualizó y se publicó en su tercera edición. Además de ciertos cambios en nomenclatura, hubo dos objetivos muy importantes en su actualización: la armonización con las normas internacionales respecto de equipos de protección contra transitorios (IEC 61643-1) y la modificación de pruebas de desempeño a fin de simular mejor la exposición real.

Los cambios incorporados dentro de la norma UL 1449 3a edición ofrecen tres mejoras significativas a los clientes de productos de protección contra transitorios.

1. La adición de apartarrayos secundarios de transitorios que se montan regularmente en exteriores y antes del equipo de entrada de servicio. Esto garantiza que los dispositivos del lado de la línea (apartarrayos secundarios) se fabricarán con protección de seguridad similar a los dispositivos del lado de carga.
2. La adición de una capacidad nominal de corriente de descarga (IN). La prueba de corriente nominal de descarga permite a los usuarios comparar la durabilidad de un dispositivo de protección contra transitorios (o capacidad de resistencia a relámpagos) de conformidad con una prueba regulada por UL, que ofrece un entorno competitivo, imparcial y preciso.
3. El tercer cambio está relacionado con la tensión nominal de protección (VPR, por sus siglas en inglés). La prueba anterior se denominaba rango de tensiones transitorias (SVR). Los requisitos de la prueba SVR eran muy endebles para aplicarse en muchos de los productos contra transitorios de manera que pudieran demostrar su buen funcionamiento. La nueva prueba VPR se ejecuta a 3000 A en oposición a los 500 A; los productos contra transitorios deben mostrar un desempeño mejorado a fin de obtener los niveles recomendados de VPR sobre protección contra transitorios. En la próxima edición, continuaremos con este interesante tema.

Las tensiones transitorias reciben el nombre debido a su comportamiento en un sistema eléctrico. Son elevaciones del valor de la tensión, duran un corto tiempo que llega a ser de microsegundos y se presentan de forma inesperada.