Protección contra sobretensiones en distribuciones principales de energía Una protección contra sobretensiones mal instalada supone un riesgo de responsabilidad para el planificador y el constructor de la instalación de conmutación. Los cables de conexión demasiado largos suelen causar problemas. Infórmese sobre la correcta instalación y de cómo obtener las longitudes de cable requeridas.

En instalaciones eléctricas de gran tamaño, la alimentación suele realizarse a través de un transformador propio. En el lado de baja tensión, se instala una distribución principal de energía con un interruptor de potencia de hasta 7000 A. En estas distribuciones, también debe preverse una protección contra sobretensiones según DIN VDE 0100-443.

En distribuciones de energía con alimentación desde abajo y sistema de barras colectoras superior o en el centro, por lo general la protección contra sobretensiones se monta encima del interruptor de potencia. En este punto, hay espacio suficiente en el campo de alimentación para el dispositivo de protección contra sobretensiones y un fusible de seguridad necesario.

Los cables de conexión a la protección contra sobretensiones son muy largos a causa de las grandes distancias. Esto se produce automáticamente por los tramos de las barras colectoras instaladas arriba o en el centro con L1, L2 y L3 y las barras para PE, N o PEN instaladas abajo. No se trata de una imperfección: los cables demasiado largos aumentan el nivel de protección efectiva en la instalación de conmutación hasta un nivel que ya no resulta adecuado.

2. Evaluación del nivel de protección efectiva

Las longitudes de cable por debajo de 0,5 m no siempre son fáciles de mantener, especialmente en la instalaciones de conmutación de gran envergadura.
Como alternativa, también se puede evaluar individualmente el nivel de protección efectiva en la instalación. Esto puede parecer complejo, pero no tiene por qué serlo. Este método se recomienda incluso para las instalaciones de conmutación más grandes.
Para evaluar el nivel de protección efectiva deberá conocer y comprender el objetivo de protección. El objetivo de protección está claramente definido: para asegurar una protección adecuada del equipamiento, el nivel de protección U_p entre los conductores activos y el conductor de tierra nunca debe exceder la tensión transitoria nominal necesaria U_w del equipamiento que se va a proteger.
Esta larga fórmula indica que la tensión entre los conductores activos y el conductor de tierra nunca debe ser mayor que la fuerza de aislamiento ni la rigidez dieléctrica del equipamiento utilizado. Aquí cuenta también el armario de control.
La rigidez dieléctrica del equipamiento viene determinada por la tensión transitoria nominal U_w. Para ello, los dispositivos se dividen en categorías de sobretensión.

Por lo tanto, en la instalación eléctrica, solo hay que asegurarse de que el nivel de protección efectivo siga siendo inferior a la tensión transitoria nominal U_w.

Y no es nada difícil. En una instalación principal de distribución de energía más grande, todo el equipo ostenta generalmente la categoría de sobretensión III y, en algunos casos, incluso la categoría IV. Esto hace que el equipamiento de las redes de 400 V resista tensiones hasta 4 o 6 kV.

3. Caída de tensión en cables de conexión

Una corriente de impulso de 10 kA (10/350 µs) genera una caída de tensión de aproximadamente 1 kV en un conductor recto de 1 m de longitud. Los dispositivos de protección contra sobretensiones no siempre están conectados con cables. La instalación de carriles de cobre es común en las instalaciones de conmutación grandes. Debido a su forma geométrica, los carriles tienen una inductancia menor que los cables.

El efecto de la forma geométrica en la inductancia también se produce en las placas de montaje. Una placa de montaje tiene una inductancia significativamente menor que un cable y, por lo tanto, genera una caída de tensión considerablemente menor por una corriente de impulso. Pero atención: no descuide la caída de tensión a través de la placa de montaje y tenga en cuenta las conexiones a la placa de montaje.

El cambio de corriente di/dt resulta decisivo en la caída de tensión en un cable de conexión. Con una corriente de impulso de 10 kA (10/350 µs), la caída de tensión en un conductor recto de 1 m de longitud es de aproximadamente 1 kV. Sin embargo, en las instalaciones de conmutación de gran envergadura, a menudo se instalan dispositivos de protección contra sobretensiones de tipo 1 con una capacidad de derivación de 25 kA por polo y hasta 100 kA en total, es decir, 10 veces más que los 10 kA mencionados en los documentos normativos. Y un di/dt 10 veces superior genera una caída de tensión 10 veces superior. 1 kV se convierte de inmediato en 10 kV.

Los recorridos de los cables desde y hasta el fusible de seguridad no se pueden subestimar. Además, el fusible de seguridad para un dispositivo de protección contra sobretensiones de tipo 1 también es grande. Para poder transportar con seguridad la corriente nominal de 25 kA por polo sin disparo, el fusible de alto rendimiento de baja tensión debe ser de 315 A. Esto solo es posible con fusibles NH2 que tienen un tamaño nada despreciable y requieren un espacio importante en el armario de control.

Según se ha descrito, las tensiones parciales de todas las piezas de conexión entre el conductor de fase, punto de embornaje A, y el conductor de tierra, punto de embornaje B, deben sumarse al nivel de protección real del dispositivo de protección contra sobretensiones (SPD).

Hemos realizado el cálculo en los tres ejemplos que mostramos a continuación.

La caída de tensión a través de los cables correspondientes se ha extraído de la tabla "Caída de tensión en función de la geometría".

Ventajas de la instalación con FLT-SEC-H En comparación con una instalación con fusible de seguridad separado

• Hasta un 80 % más de espacio en el armario de control
• Tramos de cable más cortos, para un nivel de protección bajo
• Comprobación segura de la instalación gracias a los módulos de protección enchufables