Zona industrial de Paidong Qiligang, ciudad de Yueqing, provincia de Zhejiang, China.
Los dispositivos de protección contra sobretensiones son componentes que se utilizan en los sistemas de datos y energía para asegurar el hardware. Se ven afectados en circuitos de baja potencia. Sin embargo, la operación de estos sistemas es para evitar la destrucción o interrupción debido a sobretensiones transitorias.
Los SPD eliminan las sobretensiones o los impulsos eléctricos al actuar como una ruta de baja resistencia. Por lo tanto, convierte los voltajes transitorios en corrientes y los desvía a lo largo del suelo. Esto se hace para disminuir el ataque de la línea de transmisión. Este dispositivo está conectado en paralelo a los circuitos de alimentación de las cargas que debe proteger. Este es el método de protección de voltaje desequilibrado más utilizado y efectivo.
Las sobretensiones transitorias son inducidas por la operación de conmutación de cargas eléctricas en un edificio, así como por el acoplamiento magnético e inductivo causado por la formación de campos magnéticos a medida que fluyen grandes corrientes. La electricidad estática y las tormentas eléctricas también pueden terminar provocando sobretensiones. Como Lightning es una fuente importante de interferencia electromagnética en los sistemas eléctricos.
Hay dos tipos de rayos:
1.La trayectoria del rayo está conectada directamente a las líneas de transmisión de la estructura eléctrica.
2.Electro - emparejamiento magnético de energía en los conductores de la red eléctrica causado por la energía radiante de la descarga de un trueno cercano.
El principio de funcionamiento de los dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD) se centra en proteger los sistemas eléctricos de sobretensiones transitorias, también conocidas como sobretensiones. El concepto principal es limitar estos picos de voltaje desviando o limitando la sobrecorriente. Así es como funciona:
Varistor de óxido de metal (MOV): Uno de los componentes más comunes dentro de un SPD es el varistor de óxido metálico. Un varistor es un componente electrónico con una resistencia que varía con el voltaje aplicado, mostrando una característica de corriente-voltaje no lineal y no óhmica. Cuando el voltaje es normal, el MOV tiene una resistencia muy alta, permitiendo el funcionamiento normal del sistema eléctrico. Sin embargo, durante un evento de sobretensión, la resistencia del MOV cae dramáticamente, volviéndose muy baja. Este cambio permite que el MOV "absorba" el exceso de voltaje y luego actúe como una "derivación" al desviar el exceso de corriente lejos de la carga protegida y de manera segura a tierra.
Cómo los SPD desvían la corriente:
1. Cuando se produce un pico de voltaje, el SPD reacciona rápidamente, creando un camino de baja impedancia (baja resistencia) hacia el suelo.
2.Esto desvía la corriente de impulso lejos de las cargas críticas.
3. Al desviar la corriente, el SPD también reduce el voltaje resultante experimentado por el equipo conectado a un nivel más seguro.
Otros componentes de los SPD:
Los SPD también pueden utilizar tubos de descarga de gas (GDT), diodos de avalancha de silicio (SAD) o diodos supresores de voltaje transitorio (TVS), según el diseño específico y los requisitos de protección.
Resultado de la acción SPD:
Al funcionar de esta manera, los SPD protegen los dispositivos electrónicos sensibles de picos de voltaje causados por rayos, sobretensiones y otros tipos de perturbaciones eléctricas.
El objetivo es evitar que estos transitorios causen daños o problemas operativos, extendiendo la vida útil del equipo y asegurando su funcionalidad.
Selección de SPD:
La selección adecuada de un SPD se basa en varios factores, incluida la ubicación dentro del sistema eléctrico, los tipos de sobretensiones esperadas y la vulnerabilidad del equipo conectado.
Los criterios de selección involucran el voltaje máximo de operación continua (MCOV), la corriente de descarga nominal (In) y el índice de protección de voltaje (VPR) del SPD, entre otros parámetros.
1.SPD tipo 1
Los SPD tipo 1 se instalan en la entrada de servicio del sistema eléctrico de un edificio. Su función principal es proteger contra grandes sobretensiones, que generalmente se originan en fuentes externas, como la caída directa de un rayo. Son la primera línea de defensa y pueden disipar impactos de alta energía. En términos de instalación, los SPD Tipo 1 se montan en el lado de la línea del panel de entrada de servicio principal, entre el poste de servicios públicos y donde el servicio eléctrico ingresa al edificio.
2.SPD tipo 2
Los SPD de tipo 2 se utilizan en el tablero de distribución principal (o en tableros de distribución secundaria) y están diseñados para controlar las sobretensiones que se originan dentro del edificio, como las causadas por el encendido y apagado de equipos grandes. Estos SPD brindan protección a circuitos y dispositivos aguas abajo y son particularmente importantes para proteger equipos electrónicos sensibles. Gestionan las sobretensiones que los SPD de tipo 1 pueden no desviar por completo, capturando sobretensiones más pequeñas y repetitivas que, de otro modo, podrían degradar o dañar los dispositivos conectados con el tiempo.
3.SPD tipo 3
Los SPD de tipo 3 se instalan en el punto de uso, cerca de los dispositivos de uso final que deben proteger, como computadoras, televisores u otros aparatos electrónicos. Generalmente se utilizan junto con los SPD de tipo 2 para una estrategia de protección más integral. Están diseñados para suprimir la sobretensión de energía restante después de que los SPD de tipo 2 hayan funcionado, por lo que se ocupan de las sobretensiones que se infiltran en piezas individuales del equipo.
4.SPD combinados tipo 1+2
Algunos SPD combinan características de dispositivos de Tipo 1 y Tipo 2. Estos DPS de tipo 1+2 pueden proteger todas las instalaciones eléctricas contra rayos descargando la corriente y son adecuados para lugares con una alta densidad de rayos.
1. Gran flujo de protección: Los SPD están diseñados para manejar grandes sobrecorrientes, desviándolas de manera eficiente para evitar daños al sistema eléctrico y a los dispositivos conectados.
2. Presión residual extremadamente baja:La tensión residual, o tensión de paso, después de que ha actuado el SPD se mantiene lo más baja posible. Este es el voltaje que el equipo realmente experimentará durante un evento de sobretensión, y mantenerlo bajo es esencial para la protección.
3. Tiempo de respuesta rápido: Los SPD actúan rápidamente para combatir las sobretensiones, a menudo en nanosegundos, lo cual es crucial para proteger los equipos de la rápida aparición de picos de voltaje.
4. Tecnología de extinción de arco: Los SPD modernos utilizan tecnologías avanzadas de extinción de arco para prevenir cualquier riesgo de incendio que pueda surgir debido a sobretensiones.
5. Circuito de protección del control de temperatura: Un circuito incorporado que monitorea la temperatura evita el sobrecalentamiento de los componentes del SPD, asegurando la estabilidad y evitando fugas térmicas o daños.
6. Protección térmica incorporada: Los DPS suelen tener fusibles térmicos o mecanismos similares para desconectar el DPS del circuito en caso de sobrecalentamiento, lo que proporciona una capa adicional de seguridad.
7. Voltaje máximo de funcionamiento continuo (MCOV): El voltaje más alto que un SPD puede soportar de forma continua sin degradación ni falla significa la capacidad del SPD para manejar fluctuaciones de voltaje normales.
8. Clasificación de protección de voltaje (VPR): Esta clasificación indica el voltaje máximo que se entregará al equipo conectado durante un evento de sobretensión después de que el SPD haya funcionado.
El campo de los 'dispositivos de protección contra sobretensiones' abarca un amplio espectro de tipos y aplicaciones adaptadas a diversas necesidades, desde escalas domésticas hasta industriales. Seleccionar el SPD adecuado requiere una comprensión integral de la tecnología subyacente, sus aplicaciones y garantizar el cumplimiento de los estándares de la industria.
Estos dispositivos son útiles para prevenir la pérdida o lesión de equipos delicados, pero también son necesarios para la seguridad. La protección contra sobretensiones es necesaria para cualquier edificio comercial, industrial o público que esté equipado con líneas aéreas, lo que sugiere que la gran mayoría de los edificios lo forzarían. Además, nos gustaría dispositivos de protección contra sobretensiones como su tipo de medida cuadrada de problemas eléctricos como rayos, cortes de energía, mal funcionamiento de la red.
Cuando se trata de proteger una red eléctrica, no existe una estrategia única para todos. Cada configuración requiere un examen detallado de sus mecanismos de "prevención y causas de sobretensiones" y una comprensión profunda de cómo se aplica el debate "regletas versus protectores contra sobretensiones" a su situación específica.
Equipado con el conocimiento de varios tipos de SPD, sus aplicaciones y prácticas de mantenimiento atentas, uno puede aumentar significativamente la resistencia de su infraestructura eléctrica contra sobretensiones eléctricas impredecibles y dañinas.
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