Blog

Jul 12, 2023

Protección contra sobretensiones en los armarios de control de automatización industrial

Por Lisa Eitel | 19 junio 2021 Instalaciones automatizadas comandadas por industriales

Por Lisa Eitel | 19 de junio de 2021

Las instalaciones automatizadas comandadas por gabinetes de control industrial confían en los componentes de esos gabinetes para funcionar de manera confiable incluso frente a variaciones de energía. Estos componentes incluyen fuentes de alimentación locales, PLC, registradores de datos, redes y otros equipos de comunicación e IO, que son todos vulnerables a los efectos perjudiciales de la sobretensión.

También conocido como sobretensión, las sobretensiones pueden surgir de:

• Eventos de energía abruptos en el piso de la planta, como el apagado o encendido de motores grandes • Sobretensiones cíclicas causadas por el apagado o encendido de cargas inductivas o capacitivas • Variaciones inducidas por el sistema en las líneas de distribución de servicios públicos que exceden un pequeño porcentaje • Eventos externos como rayos

Ya sean sobretensiones cíclicas, picos transitorios que duran desde unos pocos microsegundos a milisegundos, o aumentos (o caídas) de tensión, todas las sobretensiones pueden causar daños sustanciales (e incluso fallas totales) a los componentes del gabinete de control... así como a las máquinas y equipos que dependen de ese control. gabinete. Los caminos para las sobretensiones en los gabinetes de control están a lo largo de los conductores entrantes y salientes.

Cortocircuito en un dispositivo de medición después de una sobretensión

Es por eso que los protectores contra sobretensiones industriales para proteger contra daños por sobrevoltaje son esenciales. Estos protectores contra sobretensiones se instalan en gabinetes de control y desvían las sobretensiones dañinas lejos de los equipos caros y sensibles... incluidos los conectados para la transmisión de señales digitales y analógicas, así como para la alimentación de CC y CA.

El términodispositivos de protección contra sobretensiones o SPD es un término general que se refiere a la amplia gama de componentes que protegen los sistemas de automatización industrial contra sobretensiones. Los SPD restringen el sobrevoltaje transitorio y redirigen las ondas de corriente para reducir la magnitud del sobrevoltaje hasta que sea manejable y seguro. Los dos subtipos principales de componentes SPD incluyen pararrayos y protectores contra sobretensiones.

Descargadores de sobretensiones industriales instálelo en subestaciones de energía de servicios públicos y más ubicaciones reductoras de voltaje locales... como se explicó, para proteger el equipo contra los efectos de la conmutación y el sobrevoltaje originado por rayos. De hecho, el Código Eléctrico Nacional (NEC, por sus siglas en inglés) define un pararrayos como un dispositivo de protección capaz de restringir el sobrevoltaje desviando o descargando la sobretensión, y eliminando el flujo de corriente mientras mantiene la capacidad de repetir estas funciones para futuros sobrevoltajes. Los pararrayos se conectan con el equipo que protege en paralelo. Eso permite que el pararrayos restrinja la sobretensión a través del equipo... y redirija la corriente eléctrica de forma segura a tierra.

Los picos de tensión definidos por IEEE 1100-2005 incluyen subidas de tensión y transitorios. Imagen de control de sobrevoltaje y subvoltaje montado en riel DIN a través de Shutterstock

Protectores contra sobretensiones industriales también sirven para proteger los componentes eléctricos y electrónicos contra sobrevoltaje, pero lo hacen restringiendo el voltaje suministrado a los componentes ya sea por cortocircuito o bloqueo de corriente. Eso a su vez reduce el voltaje a un nivel seguro. Dichos protectores contra sobretensiones industriales permiten que la corriente eléctrica fluya desde la fuente a varios componentes industriales conectados. Luego, si el voltaje de la fuente aumenta o sube (y supera un umbral aceptado), el protector contra sobretensiones redirige la electricidad adicional al cable de conexión a tierra. En muchos protectores contra sobretensiones, es un varistor de óxido de metal o MOV que redirige el exceso de voltaje.

Los servicios públicos de energía transmiten electricidad como corriente alterna porque los transformadores pueden bajar y subir fácilmente dicho voltaje. El problema es que la alimentación de CA requiere la inclusión de equipos de calidad de energía.

Los dispositivos industriales de protección contra sobretensiones se dividen en tres categorías básicas.

• SPD de baja tensión• SPD de media tensión• SPD de alta tensión

Los SPD de alto y medio voltaje generalmente usan restricciones para abordar el sobrevoltaje. Por el contrario, los SPD de bajo voltaje toman tres rumbos diferentes.

SPD tipo uno instalar en naves industriales donde exista la necesidad de proteger el aislamiento de los componentes eléctricos contra sobretensiones externas. Estos SPD pueden instalarse entre el lado secundario del transformador de servicios públicos y el lado de la línea de servicios públicos del equipo de servicio primario. Los ingenieros también pueden especificar que estos SPD se instalen en el lado de carga del equipo de servicio principal. Dichos SPD brindan protección al sistema contra impactos directos de rayos.

SPD tipo dos son SPD que se instalan en el lado de la carga del dispositivo de protección contra sobrecorriente del equipo de servicio primario. Estos SPD también se pueden instalar en el punto de entrada del servicio de electricidad... pero eso es menos recomendable. Los SPD de tipo dos evitan que la sobretensión llegue a otros equipos eléctricos de la instalación industrial.Tipo tres SPDcomplementan los SPD de tipo dos y generalmente se instalan después de un interruptor principal del sistema.