Protección integral contra rayos y sobretensiones ¿POR QUÉ CORRER RIESGOS INNECESARIOS? Una de las características más relevantes de la moderna sociedad industrial es la presencia generalizada de equipos y consumidores que incluyen componentes electrónicos que son extremadamente sensibles a las sobretensiones cualquiera que sea el origen de las mismas. Las compañías de seguros revelan que las sobretensiones son la primera causa de daños causados en equipos electrónicos. Representan un grave peligro y pueden suponer pérdidas muy importantes: u u u u coste por reparación y reposición de equipos continuidad de servicio pérdidas irreparables imagen… La protección contra rayos y sobretensiones es una inversión que siempre resulta rentable pues tiene como destino la protección de personas, de su trabajo, de las instalaciones y los equipos. La seguridad es algo muy serio. Por eso a la hora de decidir las medidas de protección y seleccionar las protecciones sobre las que hacer descansar nuestra seguridad hay que ser riguroso y exigir de las mismas las mayores garantías posibles. PROTECCIÓN INTEGRAL CONTRA RAYOS Y SOBRETENSIONES Descarga directa/próxima de rayo: Direkt/Naheinschlag: Descarga de rayo en la protección externa 1 contra Einschlag Blitzschutz, rayos,in enÄußeren el ensamblaje de procesos (en plantas industriales), en cables etc. Prozessgerüst (in Industrieanlagen), Kabel, usw. 2b 2a Caída de tensión en la resistencia de toma de 1a tierra Spannungsfall de choque Rstam Stoßerdungswiderstand Rst inducida en bucles in Schleifen 1b Tensión Induzierte Spannung 1 L1 L2 L3 PEN 20 kV 2c Descarga lejana de rayo: Ferneinschlag: Descarga en las líneas aéreas Einschlag in Mittel2a de media tensión spannungsfreileitungen Ondas errantes de sobreten2b siones Überspannungswanderen líneas aéreas como consecuencia de las descarwellen auf Freileitungen gas de nubes infolgerayo vonentre WolkeWolke-Blitzen del canal de rayo Felder des Blitzkanals 2c Campos 1b Rst 1a Red de Transmisión de informationstechnisches datos Netz En un sistema de protección integral se distinguen básicamente dos partes: protección externa de los edificios e instalaciones contra descargas directas de rayos, incluyendo la instalación de puesta a tierra necesaria para dispersar la corriente del rayo, y la protección interna de las redes técnicas de energía y de datos que acceden a los equipos y cuyo principal objetivo es reducir los efectos eléctricos y magnéticos de las corrientes de rayo dentro del espacio a proteger. Las sobretensiones que deterioran e incluso destruyen los equipos eléctricos y electrónicos, tienen diferentes orígenes: – Descarga de rayo: Red técnica de energietechnisches Netz energía Causas de las sobretensiones al producirse descargas de rayo. – Descarga directa/cercana: se producen en la instalación a proteger, en sus inmediaciones o en alguno de los conductores que acceden a la misma. En estos casos se originan sobretensiones de alto valor por caída de tensión en la resistencia de toma de tierra, así como por efectos de inducción que se producen como consecuencia del campo electromagnético generado por el rayo. – Descarga lejana: tienen lugar a gran distancia de la instalación (descargas en líneas de MT, descargas entre nubes...) y provocan la aparición de sobretensiones de menor valor en la instalación a proteger. – Procesos de conmutación: – Desconexión de cargas inductivas (bobinas, transformadores, motores...). – Encendido y rotura de arcos. – Disparo de fusibles... 1. Corriente de choque de prueba para descargadores de corriente de rayo. 2. Corriente de choque de prueba para descargadores de sobretensiones. PROTECCIÓN EXTERNA La protección externa contra rayos es el conjunto de elementos situados en o sobre el objeto a proteger y que sirven para captar y derivar la corriente del rayo a la instalación de tierra. Dicha protección consta principalmente de una instalación captadora, una instalación derivadora y una instalación de puesta a tierra. INSTALACIÓN CAPTADORA El dispositivo de captación del rayo agrupa a todos los elementos o partes metálicas sobre las que el rayo puede impactar. Estas pueden estar emplazadas por encima o al lado de la edificación que debe ser protegida y sirven como blanco para el impacto de la descarga. La instalación captadora podrá realizarse mediante puntas Franklin o jaulas de Faraday. En su ejecución deberán seguirse las directrices contenidas en la normativa en cuanto a niveles de protección y características de los materiales. INSTALACIÓN DERIVADORA Por derivación a tierra se entiende la conexión entre el dispositivo de captación y la instalación de puesta a tierra. El derivador por tanto, es la parte que se encarga de derivar a tierra la corriente del rayo. El número de derivadores dependerá de las dimensiones de la edificación a proteger. Proyectando la superficie de cubierta sobre un plano, se deberá instalar un derivador cada 10 ó 20m (según el nivel de protección), del perímetro exterior. Los derivadores o bajantes deben instalarse de modo que se reduzca al máximo los efectos negativos que supone el campo electromagnético que genera la corriente del rayo en su proceso de derivación. INSTALACIÓN DE PUESTA A TIERRA Para su realización se utilizan diferentes sistemas: tomas de tierra de cimientos, tomas de tierra superficiales, tomas de tierra de profundidad, etc.... A través de ella la corriente del rayo se transmite al terreno. Por ello, es de extraordinaria importancia que la instalación de puesta a tierra aporte una superficie mínima de contacto del electrodo con el terreno, de modo que se asegure que la corriente del rayo se transmite adecuadamente a tierra y se disperse en ella. Todo el sistema de protección se basa en conseguir la equipotencialidad de las tierras. 9 4 10 11 5 2 1 8 7 6 3 Protección externa contra el rayo en un edificio industrial Nº Descripción Referencia Nº Descripción 1 Varilla acero inoxidable Ø10 mm 860 010 7 Punta captadora Zócalo de hormigón y placa protectora Referencia 104 200 120 340 2 Conjunto de barra de penetración 480 150 3 Cruceta 319 209 4 Varilla de aluminio DEHNALU 840 018 5 Soporte DEHNsnap 204 120 Distanciador 106 160 6 Latigillo de empalme 377 015 11 Punta captadora 105 500 8 Soporte de cubierta plana 253 050 9 Distanciador DEHNiso 106 100 10 Conjunto elevado, zócalo de hormigón y placa protectora 102 340 PROTECCIÓN LÍNEAS DE ALIMENTACIÓN BAJA TENSIÓN. RED LINE PRINCIPIO DE PROTECCIÓN ESCALONADA En el proceso de selección, rige el principio de protección escalonada en virtud del cual se distinguen tres clases de protección: u Tipo 1: protección basta. Son descargadores desarrollados para dar protección frente a corrientes de rayo. Se instalan lo más cerca de la acometida en baja tensión. u Tipo 2: protección media. Son descargadores destinados a la protección de instalaciones y equipos frente a sobretensiones (originadas por descargas de rayo indirectas, conmutaciones en alta, inducciones...). Se instalan en los cuadros de distribución. u Tipo 3: protección fina. Son descargadores de sobretensiones para protección específica de equipos finales. Se instalan lo más cerca posible del equipo a proteger. Para garantizar la coordinación entre los escalones de protección es imprescindible asegurar el desacoplo entre los mismos (long. de cable entre Tipo 1 y 2 superior a 15 m). En caso contrario se instalará un descargador Combinado 1+ 2 (p. ej. DEHNventil DV M TT). Tipo 1 Tipo 3 Tipo 2 NORMAS A SEGUIR La norma a seguir para recomendar qué protecciones poner es la siguiente: 1º Disponer siempre descargadores de Tipo 2 (protección media). Es el protector que cubre el abanico de riesgos más amplio: hace frente a las sobretensiones más frecuentes (tengan su origen en rayos o no) y complementa al descargador de Clase I cuando éste es necesario 2º Añadir protección de Tipo 1 en aquellas instalaciones en las que exista riesgo de descarga directa de rayo (acometidas aéreas, instalaciones en campo...). 3º Añadir protección de Tipo 3 en aquellas instalaciones en las que, entre punto donde se instale el descargador de protección media y el consumidor final existan distancias de cables en las que puedan inducirse sobretensiones y que el equipo final merezca una protección especial debido a su coste, a su sensibilidad a estos problemas, la necesidad de continuidad de servicio, imagen... 4º Disponer de descargador combinado Tipo 1 + 2 en aquellas instalaciones que exista riesgo de descarga directa de rayo y sobretensiones (acometidas aéreas, instalaciones con protección externa, Jaula de Faraday) que por sus características de espacio y ubicación lo requieran. PROTECCIÓN LÍNEAS DE TRANSMISIÓN DE DATOS. YELLOW LINE Los descargadores de corrientes de rayo y sobretensiones para líneas de transmisión de datos, se instalan en serie con el equipo a proteger. Por tanto, es imperativo que el circuito de protección sea compatible con la señal a proteger. En consecuencia, para seleccionar el descargador adecuado, es muy importante conocer las características de la señal así como el tipo de cable y la técnica de conexionado correspondiente. En función de estas variables, la firma DEHN ha desarrollado una amplísima gama de producto. A continuación se recogen algunos ejemplos: EJEMPLOS DE SELECCIÓN INTERFACE Par telefónico Cable TV Señal 4-20 mA Ethernet Profibus Vídeo ADSL RS 232 MONTAJE Pared Pared/carril Carril DIN Carril Carril Coaxial Carril DIN Carril DIN CONEXIÓN RJ 11/RJ 45 Conector F Borna elástica RJ 45 Tornillo BNC Tornillo D-SUB HILOS PROTEGIDOS 2/4 Cable antena 2 8 4 Coaxial 2 9 PRODUCTO DEHNlink DEHNgate DEHNconnect DEHNpatch Blitzductor XT UGKF BNC Blitzductor XT FS 9E HS REFERENCIA 929 028 909 703 919 941 929 100 920 344 + 920 300 929 010 920 247 + 920 300 924 019 PROTECCIÓN INTEGRAL CONTRA RAYOS Y SOBRETENSIONES SELECCIÓN DE PRODUCTOS Tipo 1 – Descargador de corriente de rayo. DEHNbloc M 1 255 – Descargador fase-neutro Capacidad de descarga Nivel de protección Capacidad de apagado Tipo Ref DEHNgap M 255 (FM) - Descargador neutro- tierra 50 kA (10/350) < 2,5 kV 50 kAeff DB M 1 255 961 120 Capacidad de descarga Nivel de protección Capacidad de apagado Tipo Ref 100 kA (10/350) < 1,5 kV 100 Aeff DGP M 255 FM 961 105 Tipo 2– Descargador de sobretensiones. DEHNguard M TT 2P 275 - Descargador monofásico DEHNguard M TT 275 - Descargador trifásico Corriente nominal de descarga Corriente máxima de descarga Nivel de protección Tipo Ref Corriente nominal de descarga Corriente máxima de descarga Nivel de protección Tipo Ref 20 kA (8/20) 40 kA (8/20) < 1,25 kV DG M TT 275 952 310 20 kA (8/20) 40 kA (8/20) < 1,25 kV DG M TT 2P 275 952 110 Tipo 3– Protección fina contra sobretensiones. DEHNPro 230 - Descargador para toma de corriente DEHNrail M 2P 255 – Descargador carril DIN Corriente nominal de descarga Corriente máxima de descarga Nivel de protección Tipo Ref Corriente nominal de descarga Corriente máxima de descarga Nivel de protección Tipo Ref 3 kA (8/20) 5 kA (8/20) < 1,25 kV DR M 2P 255 953 200 2,5 kA (8/20) 10 kA (8/20) < 1,25 kV D PRO 230 909 230 Tipo 1+2– Descargador combinado contra rayos y sobretensiones. DEHNventil M TT 2P 255 - Descargador monofásico DEHNventil M TT 255– Descargador trifásico Capacidad de descarga Nivel de protección Capacidad de apagado Tipo Ref 100 kA (10/350) < 1,5 kV 50 kAeff DV M TT 255 951 310 Capacidad de descarga Nivel de protección Capacidad de apagado Tipo Ref 50 kA (10/350) < 1,5 kV 50 kAeff DV TT 2P 255 951 110 Telecomunicaciones y transmisión de datos. DEHNgate FF TV – Descargador coaxial TV DEHNlink TC I – Descargador línea telefónica Corriente nominal de descarga Tensión nominal Nivel de protección Tipo Ref 2,5 kA (8/20) 110 V < 250 V DLI TC 2I 929 028 Bl Blitzductor XT para RS485 Corriente nominal de descarga Tensión nominal Nivel de protección Tipo Ref base Ref módulo Corriente nominal de descarga Tensión máxima permanente Nivel de protección Tipo Ref 1,5 kA (8/20) 24 V < 230 V DGA FF TV 909 703 DEHN Patch M CAT 6 protección para línea de datos 10 kA (10/350) 8V < 50V BXT ML2 BE HFS-5 920 300 920 270 Corriente nominal de descarga Tensión máxima permanente Nivel de protección Tipo Ref 10 kA (8/20) 48 V < 145 V DPA M CAT 6 RJ 45 929 100 PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES PERMANENTES Datos técnicos Tiempo de Respuesta (Ta) Máxima Tensión Continua de trabajo Sistema de Protección El PSP ES está diseñado para hacer frente a sobretensiones permanentes que se producen en la red eléctrica de baja tensión debido a la falta de neutro, a defectos de conexión del mismo o a subidas intempestivas de tensión. Protección Monofásica/Trifásica 255V. y 260V. < 4 sg > 260V. < 1 sg 400V. AC Disparo Bobina, Diferencial Disparo Interruptor, I I I I Cumple los requisitos de ENDESA. Vigilancia constante de la tensión de línea. Tecnología microprocesada. Verificación de funcionamiento mediante pulsador de prueba. I Señalización óptica de estado. PSP ES trifásico Ref. Nº. 902 021 PSP ES monofásico 902 020 Ref. Nº. Instalación trifásica Instalación monofásica PROTECCIÓN BASICA PARA VIVIENDA DEHNdúo Ejecución monofásica. Ref. 920 202 Ejecución trifásica. Ref. 920 204 + Protección básica contra sobretensiones transitorias y permanentes en redes de baja tensión. + PROTECCIÓN TOTAL PARA VIVIENDA DEHNhome Ejecución trifásica. Ejecución monofásica. Ref. 989 402 Ref. 989 401 + + + Una protección correcta y eficaz exige, además, adoptar medidas de protección contra sobretensiones transitorias en las líneas de transmisión de datos (teléfono, TV, Internet, ...) NOTA IMPORTANTE: En caso de descargas directas de rayo, acometidas aéreas (p. ej. viviendas aisladas), existencia de sistemas de protección externa (pararrayos, jaulas de Faraday...) son necesarias medidas adicionales de protección (ITC BT 23 REBT). ESPECIALISTAS CATÁLOGOS Cien años de experiencia, un exigente control de calidad y una especial atención al área de investigación y desarrollo nos permiten ofrecer un amplio programa de productos y soluciones. Protección contra el rayo y puestas a tierra Protección contra sobretensiones Trabajos en tensión SOLUCIONES ESPECIALES Y APOYO TÉCNICO FOLLETOS ESPECÍFICOS La firma DEHN produce más de 3.500 dispositivos y elementos de protección contra rayos y sobretensiones y es capaz de desarrollar protecciones específicas que aportan soluciones eficaces y fiables para instalaciones especiales. ASESORAMIENTO TÉCNICO Guía de protección contra el rayo Ref. 099 407 Programa de cálculo para sistemas de protección contra el rayo Ref. 099 401 Servicio de Ingeniería DEHN DEHN IBÉRICA Protección contra rayos Protección contra sobretensiones Albasanz, 75 28037 Madrid Tel.: 91 375 61 45 Fax: 91 375 61 50 Delegación Cataluña Gran Vía, 1176 08020 Barcelona Tel.: 93 278 15 08 Fax: 93 278 14 65 Delegación Norte Alameda de Urquijo, 28, 8º 48010 Bilbao Tel.: 94 444 80 49 Fax: 94 444 80 49 Trabajos en tensión Delegación Levante Serra de Crevillent, 51 46980 Paterna (Valencia) Móvil: 608 64 50 85 Delegación Noroeste Tisel, S.L. Pintor Manuel Medina, 15 33210 Gijón (Asturias) Tel.: 985 15 04 11 Fax: 985 15 09 99 www.dehn.es info@dehn.es www.dehn.es