Supresión de sobretensiones transitorias para proteger infraestructura eléctrica y tecnológica

¿Qué es la supresión de sobretensiones transitorias?

Es una medida de protección que limita incrementos breves de tensión mediante dispositivos conectados a la instalación eléctrica o a los circuitos protegidos.

Las sobretensiones transitorias pueden aparecer durante maniobras de la red, conmutación de cargas, arranque o paro de motores, operación de contactores y efectos directos o indirectos de descargas atmosféricas.

Un dispositivo de protección contra sobretensiones puede conducir o desviar parte de la corriente asociada con el evento y limitar la tensión residual. Su efectividad depende del dispositivo, el punto de instalación, la conexión, la puesta a tierra, la energía del evento y la coordinación con otras protecciones.

¿Cómo funciona un dispositivo de supresión?

El SPD permanece conectado al circuito y responde cuando la tensión supera el comportamiento previsto para su arquitectura.

1. Supervisa la tensión del circuito. Durante condiciones normales, el dispositivo permanece disponible sin intervenir en la operación de la carga.
2. Responde al evento transitorio. Cuando aparece una sobretensión, sus componentes cambian de estado para limitarla.
3. Conduce o desvía corriente. Parte de la energía se dirige mediante las rutas previstas entre fases, neutro y puesta a tierra, según la configuración.
4. Limita la tensión residual. El equipo conectado continúa expuesto a una tensión limitada, no necesariamente igual a cero.
5. Regresa a su estado normal. Después del evento, el SPD debe quedar disponible para eventos posteriores mientras conserve su capacidad.

Aplicaciones y elementos de una estrategia de supresión

La protección puede distribuirse en diferentes niveles de la instalación para atender eventos externos, perturbaciones internas y cargas especialmente sensibles.

Ventajas de una protección correctamente coordinada

• Reducción de tensión transitoria. Limita el nivel que continúa hacia las cargas durante eventos compatibles con su capacidad.
• Protección distribuida. Puede contemplar la entrada, los tableros y los puntos próximos a equipos sensibles.
• Atención de eventos internos y externos. La estrategia puede considerar maniobras de la red y perturbaciones generadas dentro del inmueble.
• Coordinación con otros sistemas. Puede complementar UPS, PDU, regulación, puesta a tierra y protecciones eléctricas.
• Supervisión del estado. Algunos dispositivos permiten identificar si los módulos continúan disponibles.
• Adaptación al proyecto. La selección puede ajustarse a la tensión, configuración, exposición y criticidad de las cargas.

Consideraciones para su implementación

La selección no debe basarse únicamente en una cifra de kiloamperes. El dispositivo debe ser compatible con el sistema completo y con el punto donde se instalará.

• Tensión y configuración. Deben confirmarse tensión nominal, fases, neutro, frecuencia y esquema de puesta a tierra.
• Ubicación. El tipo del dispositivo debe corresponder con la acometida, tablero, circuito o punto de utilización.
• Tensión máxima continua. Debe ser adecuada para la tensión normal y las condiciones esperadas del sistema.
• Nivel de protección. Debe revisarse la tensión residual o clasificación de protección declarada para cada modo.
• Capacidad de descarga. La corriente nominal y máxima debe relacionarse con la exposición y la estrategia de protección.
• Corriente de cortocircuito. El dispositivo y su protección asociada deben ser compatibles con la corriente disponible.
• Modos de protección. Deben definirse las combinaciones entre línea, línea, neutro y tierra que requiere la instalación.
• Longitud de conductores. Las conexiones deben ser cortas, directas y sin bucles innecesarios.
• Puesta a tierra y unión. Deben revisarse como parte de la instalación, sin asumir que el SPD corrige deficiencias existentes.
• Coordinación. Los dispositivos instalados en diferentes niveles deben seleccionarse para trabajar como una estrategia conjunta.
• Líneas adicionales. Datos, telefonía, coaxial, control y otras conexiones pueden constituir rutas independientes de entrada.
• Ambiente. Deben contemplarse temperatura, humedad, polvo, ubicación interior o exterior y grado de protección.
• Inspección. Los indicadores, alarmas y módulos reemplazables deben quedar accesibles para revisión.
• Documentación. Conviene registrar ubicación, modelo, capacidad, conexiones, fecha de instalación y estado de cada SPD.

Relación con otros sistemas de respaldo y calidad de energía

La supresión atiende eventos transitorios y debe coordinarse con las demás funciones de continuidad, distribución y seguridad eléctrica.

• UPS: proporciona energía temporal durante interrupciones y puede incorporar protección adicional, pero no sustituye automáticamente una estrategia escalonada.
• PDU: distribuye energía hacia los equipos y puede integrar protección dependiendo de sus características.
• Reguladores y acondicionadores: atienden variaciones o perturbaciones distintas de una sobretensión transitoria.
• Bancos de baterías: almacenan energía para sistemas compatibles, pero no limitan por sí solos las sobretensiones.
• Tierras físicas: contribuyen a la seguridad y al funcionamiento de las rutas eléctricas previstas para la protección.

Cobertura y atención de proyectos en México

SOLIDEM contempla la atención de proyectos relacionados con supresión de sobretensiones transitorias en todo México, de acuerdo con la ubicación, el alcance y las condiciones de la instalación.

Para una revisión inicial resulta útil contar con diagramas unifilares, tensión y configuración del servicio, corriente de cortocircuito disponible, fotografías de tableros, características de la puesta a tierra, cargas críticas, protecciones existentes y antecedentes de fallas o eventos.