La colocación adecuada de los pararrayos en la línea eléctrica es esencial para el correcto funcionamiento del sistema de protección contra sobretensiones diseñado.
Como se señaló anteriormente, cuando se organizan sistemas de protección contra sobretensiones para equipos de energía eléctrica, los limitadores se montan en los siguientes lugares:
- fuera del sitio de construcción, en la zona de protección contra rayos 0B, en la entrada de los cables de alimentación a los dispositivos (más a menudo estos son pararrayos de clase II, a veces de clase I);
- en el punto de transición de los cables de alimentación a través de la pared del edificio (según el nivel de amenaza, estos son limitadores de clase I o II): en una conexión de cable, conectado a tierra por el camino más corto al dispositivo de conexión a tierra;
- dentro del sitio de construcción:
- en cuadros de distribución locales (dependiendo del nivel de amenaza, estos son pararrayos de clase II o III);
- cerca de dispositivos protegidos (más a menudo estos son pararrayos de clase III, a veces de clase II, en términos de la corriente nominal demasiado baja de los pararrayos de clase III, más a menudo 16 A).
Cabe destacar aquí que de todas las ubicaciones de pararrayos propuestas en la sección 443 de IEC 60364-4, la única ubicación correcta es en una conexión de cable, siempre que la conexión sea en la pared del edificio a proteger.
Colocación de restrictores en la línea aérea:
En el caso de colocar pararrayos en una línea aérea, no se debe olvidar la posibilidad de penetración de choques de sobretensión al cable de alimentación en el trayecto "poste de línea aérea - edificio", lo que hace inútil esta colocación.
Colocación de sujeciones en el interior del edificio:
1.6. Resistencia de cortocircuito
Los pararrayos deben estar protegidos contra los efectos de la corriente de cortocircuito. De su circuito de conmutación (conexión en paralelo con respecto a los terminales del circuito protegido), se deduce que cualquier acción del pararrayos hace que posteriormente fluya una corriente de cortocircuito en la línea protegida. Por esta razón, el fabricante debe indicar cuándo y qué fusible se debe utilizar en serie con el pararrayos para garantizar una adecuada resistencia a la corriente de cortocircuito del circuito fusible-pararrayos.
Al determinar la necesidad de utilizar protección adicional del supresor de sobretensiones con un fusible conectado en serie, se deben comparar las corrientes nominales I F1 de los fusibles de fase del circuito protegido con la corriente admisible I DOP que puede fluir en el circuito supresor de sobretensiones ( recomendado por el fabricante). Dependiendo de los resultados de tal comparación, el esquema debe usarse:
- I F1 ≤ I DOP - sin fusible de protección adicional (fig.1.3.a),
- I F1 > I DOP - contiene un fusible adicional F2 conectado en serie con pararrayos (Fig. 1.3.b).
¡La versión completa del artículo está disponible solo para usuarios registrados!
¡Obtenga acceso a todos los materiales en el sitio de forma gratuita!
1.7. Diagramas de conexión de pararrayos
Dependiendo del sistema de puesta a tierra de la red de suministro de energía, uno de los tipos de conexión de los pararrayos, que se muestra en la fig. 1.4, 1.5 o 1.6.
En un sistema de red TT, es posible utilizar 4 descargadores de sobretensiones típicos o el llamado sistema 3+1 (3 descargadores de sobretensiones + 1 descargador N-PE). Dichos sistemas de conexión se refieren a pararrayos de las clases I y II.
Cuando se utilizan pararrayos de clase I, se deben utilizar sistemas con fusibles adicionales conectados en serie con los pararrayos. No es necesario el uso de fusibles si se cumplen las condiciones pertinentes descritas en el apartado 1.6.
¡La versión completa del artículo está disponible solo para usuarios registrados!
¡Obtenga acceso a todos los materiales en el sitio de forma gratuita!
Si en su hogar hay muchos electrodomésticos caros, es mejor encargarse de organizar una protección integral de la red eléctrica. En este artículo, hablaremos sobre los dispositivos de protección contra sobretensiones, por qué son necesarios, qué son y cómo se instalan.
La naturaleza de las sobretensiones y su impacto en la tecnología.
Desde la infancia, muchos han estado familiarizados con el alboroto de desconectar los electrodomésticos de la red ante la primera señal de una tormenta eléctrica inminente. Hoy en día, el equipamiento eléctrico de las redes urbanas se ha vuelto más avanzado, por lo que muchas personas descuidan los dispositivos de protección elementales. Al mismo tiempo, el problema no ha desaparecido por completo, los electrodomésticos, especialmente en casas particulares, todavía están en riesgo.
La naturaleza de la ocurrencia de sobretensiones de impulso (IP) puede ser natural o artificial. En el primer caso, la caída de un rayo se produce por la caída de un rayo en las líneas eléctricas aéreas, y la distancia entre el punto de impacto y los consumidores en riesgo puede llegar a ser de varios kilómetros. También es posible chocar con mástiles de radio y pararrayos conectados al bucle de tierra principal, en cuyo caso aparece una sobretensión inducida en la red doméstica.
1 - rayo remoto en líneas eléctricas; 2 - consumidores; 3 - bucle de tierra; 4 - golpe de rayo cercano en líneas eléctricas; 5 - rayo directo en el pararrayos
Los IP hechos por el hombre son impredecibles, surgen como resultado de las sobrecargas de conmutación en las subestaciones transformadoras y de distribución. Con un aumento de potencia asimétrico (solo en una fase), es posible un salto brusco en el voltaje, es casi imposible prever esto.
Los voltajes de impulso son muy cortos en el tiempo (menos de 0.006 s), aparecen sistemáticamente en la red y la mayoría de las veces pasan desapercibidos para el observador. Los electrodomésticos están diseñados para soportar sobretensiones de hasta 1000 V, estas aparecen con mayor frecuencia. A un voltaje más alto, se garantiza la falla de las fuentes de alimentación y también es posible la ruptura del aislamiento en el cableado de la casa, lo que conduce a múltiples cortocircuitos y un incendio.
Cómo se organiza SPD y cómo funciona
El SPD, dependiendo de la clase de protección, puede tener un dispositivo semiconductor en varistores o tener un pararrayos de contacto. En modo normal, el SPD funciona en modo de derivación, la corriente en su interior fluye a través de una derivación conductora. La derivación está conectada a la tierra de protección a través de un varistor o dos electrodos con un espacio estrictamente estandarizado.
Durante un pico de tensión, aunque sea muy breve, la corriente pasa a través de estos elementos y se propaga por el suelo o se compensa con una caída brusca de la resistencia en el bucle de fase a cero (cortocircuito). Después de que el voltaje se estabiliza, el pararrayos pierde su capacidad y el dispositivo vuelve a funcionar en modo normal.
Así, el SPD cierra el circuito por un tiempo para que el exceso de voltaje pueda convertirse en energía térmica. Al mismo tiempo, pasan corrientes significativas a través del dispositivo, desde decenas hasta cientos de kiloamperios.
¿Cuál es la diferencia entre las clases de protección?
Dependiendo de las causas de la aparición de IP, se distinguen dos características de la onda de tensión aumentada: 8/20 y 10/350 microsegundos. El primer dígito es el tiempo durante el cual la IP gana su valor máximo, el segundo es el tiempo que tarda en caer a los valores nominales. Como puede ver, el segundo tipo de sobretensión es más peligroso.
Los dispositivos de clase I están diseñados para proteger contra IP con una característica de 10/350 µs, lo que ocurre con mayor frecuencia cuando cae un rayo en las líneas eléctricas a menos de 1500 m del consumidor. Los dispositivos son capaces de pasar brevemente a través de sí mismos una corriente de 25 a 100 kA, casi todos los dispositivos de clase I se basan en pararrayos.
Los SPD de clase II están enfocados a la compensación de IP con una característica de 8/20 µs, los valores de corriente pico en ellos oscilan entre 10 y 40 kA.
La clase de protección III está diseñada para compensar sobretensiones con valores de corriente inferiores a 10 kA con una característica IP 8/20 µs. Los dispositivos de clase de protección II y III se basan en elementos semiconductores.
Puede parecer que basta con instalar solo dispositivos de clase I, como los más potentes, pero no es así. El problema es que cuanto mayor sea el umbral inferior de la corriente directa, menos sensible será el SPD. En otras palabras: con valores de IP cortos y relativamente bajos, un SPD potente puede no funcionar, y uno más sensible no podrá hacer frente a corrientes de esta magnitud.
Los dispositivos de clase de protección III están diseñados para eliminar el SI más bajo: solo unos pocos miles de voltios. Son completamente similares en características a los dispositivos de protección instalados por los fabricantes en las fuentes de alimentación para electrodomésticos. En caso de instalación redundante, son los primeros en asumir la carga y evitar el funcionamiento de los SPD en los dispositivos, cuyo recurso está limitado a 20-30 ciclos.
¿Es necesario un SPD, una evaluación de riesgos?
En la norma IEC 61643-21 se establece una lista completa de requisitos para la organización de la protección contra IP, se puede determinar la instalación obligatoria según la norma IEC 62305-2, según la cual se realiza una evaluación específica del grado de riesgo de un rayo Se establece la huelga y las consecuencias que de ella se derivan.
En general, cuando se suministra energía desde líneas eléctricas aéreas, casi siempre es preferible la instalación de un SPD Clase I, a menos que se haya tomado un conjunto de medidas para reducir el impacto de las tormentas en el modo de alimentación: puesta a tierra de soportes, PEN -elementos conductores y metálicos, un pararrayos con un bucle de tierra separado, sistemas de compensación de potencial.
Una forma más fácil de evaluar el riesgo es comparar el costo de los dispositivos de seguridad y los dispositivos desprotegidos. Incluso en edificios de varios pisos, donde las sobretensiones son muy bajas con una característica de 8/20, el riesgo de ruptura del aislamiento o falla de los dispositivos es bastante alto.
Instalación de dispositivos en el cuadro principal.
La mayoría de los SPD son modulares y se pueden montar en un riel DIN de 35 mm. El único requisito es que el blindaje para la instalación del SPD debe tener una caja metálica con conexión obligatoria al conductor de protección.
Al elegir un SPD, además de las principales características de rendimiento, también debe tener en cuenta la corriente nominal de funcionamiento en modo de derivación, debe corresponder a la carga en su red. Otro parámetro es el voltaje de sujeción máximo, no debe ser inferior al valor más alto dentro de las fluctuaciones diarias.
Los SPD se conectan en serie a una red de alimentación monofásica o trifásica, respectivamente, a través de un disyuntor bipolar y tetrapolar. Su instalación es necesaria en caso de soldadura de los electrodos de vía de chispas o rotura del varistor, lo que provoca un cortocircuito permanente. Las fases y un conductor de protección se conectan a los terminales superiores del SPD y el cero a los terminales inferiores.
Ejemplo de conexión SPD: 1 - entrada; 2 - interruptor automático; 3 - SPD; 4 - autobús terrestre; 5 - bucle de tierra; 6 - medidor de electricidad; 7 - máquina diferencial; 8 - a las máquinas automáticas de los consumidores
Al instalar varios dispositivos de protección con diferentes clases de protección, deben coordinarse mediante choques especiales conectados en serie con el SPD. Los dispositivos de protección están integrados en el circuito en orden ascendente de clase. Sin coordinación, los SPD más sensibles asumirán la carga principal y fallarán antes.
Se puede evitar la instalación de estranguladores si la longitud de la línea de cable entre dispositivos supera los 10 metros. Por este motivo, los SPD de clase I se montan en la fachada incluso antes que el contador, protegiendo la unidad de medida de sobretensiones, y las clases segunda y tercera se instalan, respectivamente, en la ASU y en las pantallas de suelo/grupo.
Cualquier equipo eléctrico está creado para funcionar con una determinada energía eléctrica, dependiendo de la corriente y voltaje de la red. Cuando su valor supera la norma diseñada, se produce un modo de emergencia.
Las protecciones están diseñadas para prevenir la posibilidad de su formación o eliminar la destrucción de equipos eléctricos. Se crean para condiciones específicas de ocurrencia de un accidente.
Características de protección del cableado eléctrico doméstico contra alto voltaje.
El aislamiento de una red eléctrica doméstica se calcula para un límite de tensión ligeramente superior al kilovoltio y medio. Si aumenta más, entonces una descarga de chispa comienza a penetrar a través de la capa dieléctrica, que puede convertirse en un arco que forma un incendio.
Para evitar su desarrollo, se crean protecciones que funcionan según uno de dos principios:
1. desconectar el circuito eléctrico de una casa o apartamento de alto voltaje;
2. Eliminación del potencial de sobretensión peligrosa del área protegida debido a su rápida redirección al contorno del suelo.
Con un ligero aumento en el voltaje en la red, también están llamados a corregir la situación. Pero, en su mayor parte, se crean para mantener los parámetros operativos de la fuente de alimentación en un rango limitado de su regulación en la entrada, y no como un dispositivo de protección. Sus capacidades técnicas son limitadas.
En el cableado doméstico, el voltaje puede aumentar:
1. durante un período relativamente largo, cuando cero se quema en un circuito trifásico y el potencial neutral cambia según la resistencia de los consumidores conectados aleatoriamente;
2. impulso a corto plazo.
El relé de control de voltaje hace frente con éxito al primer tipo de mal funcionamiento. Supervisa constantemente los parámetros de entrada de la red y, cuando alcanzan el punto de ajuste superior, desconecta el circuito de la alimentación hasta que se elimina el problema.
Las causas de la aparición de impulsos de sobretensión de corta duración pueden ser dos situaciones:
1. desconexión simultánea de varios consumidores potentes en la línea de suministro, cuando la subestación transformadora no tiene tiempo para estabilizar instantáneamente el sistema;
2. un rayo de un rayo en el equipo eléctrico de una línea eléctrica, subestación o casa.
La segunda variante del desarrollo del accidente representa el mayor peligro que en todos los casos anteriores. La fuerza de la corriente del rayo alcanza valores enormes. Con cálculos promedio, se toma a 200 kA.
Cuando golpea el pararrayos y el funcionamiento normal de la protección contra rayos del edificio, fluye a través del pararrayos hasta . En este momento, en todos los conductores cercanos, de acuerdo con la ley de inducción, se induce un EMF, cuyo valor se mide en kilovoltios.
Puede aparecer incluso en el cableado desconectado de la red y quemar sus equipos, incluidos televisores, refrigeradores y computadoras caros.
Los rayos también pueden caer sobre una línea eléctrica aérea que alimenta un edificio. En esta situación, los pararrayos funcionan normalmente, extinguiendo su energía al potencial de tierra. Pero no son capaces de eliminarlo por completo.
Parte del impulso de alto voltaje a través de los cables del circuito conectado se extenderá en todas las direcciones posibles y llegará a la entrada del edificio residencial, y de allí a todos los dispositivos conectados para quemar sus puntos más débiles: motores eléctricos y electrónicos. componentes
Como resultado, obtuvimos dos opciones para daños en equipos eléctricos domésticos costosos de un edificio residencial durante la eliminación normal de las consecuencias de un rayo en el pararrayos de nuestro propio edificio o una línea de transmisión de energía mediante protección regular. La conclusión se sugiere: es necesario instalar para ellos. protección automática contra descargas impulsivas.
Tipos de pararrayos para cableado doméstico
La gama de tales protecciones se crea para el trabajo en diferentes condiciones, difiere en diseño, materiales utilizados, tecnología de trabajo.
Principios de formación del elemento base de pararrayos
Al crear protecciones contra sobretensiones, se tienen en cuenta las capacidades técnicas de varias soluciones de diseño. Los pararrayos llenos de gas se caracterizan por el hecho de que después del final del paso del pulso de descarga, soportan el flujo de corriente adicional, cercana en magnitud a la carga de cortocircuito. Se llama corriente de seguimiento.
Los pararrayos que proporcionan una corriente de seguimiento del orden de 100÷400 amperios pueden convertirse en una fuente de fuego y no proporcionan protección. No se pueden instalar para proteger el aislamiento de ruptura entre cualquier fase, trabajo y cero de protección. Los modelos de otros tipos de pararrayos funcionan de manera bastante confiable dentro de una red de 0,4 kV.
En el cableado domiciliario, la protección contra sobretensiones recibió prioridad dispositivos de varistores. En condiciones normales de funcionamiento de una instalación eléctrica, crean corrientes de fuga muy pequeñas de hasta varios miliamperios, y durante el paso de un pulso de alto voltaje, los voltajes se transfieren lo más rápido posible al modo túnel, cuando son capaces de pasar hasta miles de amperios.
Clases de resistencia de aislamiento del cableado eléctrico doméstico a sobretensiones impulsivas
El equipo eléctrico de los edificios residenciales se crea en cuatro categorías, que se designan con números romanos IV÷I y se caracterizan por la sobretensión máxima permitida de 6, 4, 2,5 y 1,5 kilovoltios. Bajo estas zonas se diseñan protecciones contra sobretensiones.
En la literatura técnica se denominan SPD, Lo que significa dispositivo de protección contra sobretensiones. Los fabricantes de equipos eléctricos con fines comerciales han introducido una definición más comprensible para la población en general: limitadores. Otros nombres se pueden encontrar en Internet.
Por lo tanto, para no confundirse con la terminología utilizada, se recomienda referirse a las características técnicas de los dispositivos, y no solo a su nombre.
Los parámetros principales de la relación entre las categorías de resistencia de aislamiento y las zonas de riesgo de los edificios y el uso de tres clases de SPD para ellos ayudarán a comprender la figura a continuación.
Demuestra que en el tramo desde la subestación transformadora a lo largo de la línea eléctrica hasta el blindaje de entrada, puede llegar un pulso de 6 kilovoltios. Su valor debe ser reducido por un pararrayos clase I en la zona 1 a cuatro kV.
El cuadro de la zona 2 opera un pararrayos clase II, reduciendo la tensión a 2,5 kV. Dentro de una sala de estar con zona 3, un SPD de clase III proporciona una reducción de pulso total de hasta 1,5 kilovoltios.
Como puede ver, las tres clases de limitadores funcionan de manera compleja, secuencialmente y, a su vez, reducen el impulso de sobretensión a un valor aceptable para el aislamiento del cableado eléctrico.
Si al menos uno de los componentes de esta cadena de protección resulta defectuoso, todo el sistema fallará y se producirá una ruptura del aislamiento en el dispositivo final. Deben usarse de manera integral, y durante la operación se requiere verificar la capacidad de servicio de la condición técnica al menos mediante inspección externa.
Selección de varistores para diferentes clases de pararrayos
Los fabricantes de equipos suministran dispositivos SPD con modelos de varistores seleccionados de acuerdo con las características de corriente-voltaje. Su tipo y límites de funcionamiento se muestran en el gráfico correspondiente.
Cada clase de protección tiene su propio voltaje y corriente de apertura. Puede instalarlos solo en su lugar.
Principios de formación de circuitos para encender pararrayos
Para proteger la línea de suministro de energía de un apartamento, se pueden usar varios principios para conectar un SPD:
1. en fase;
2. fuera de fase;
3. combinado.
En el primer caso se cumple el principio longitudinal de protección de cada hilo contra sobretensiones con respecto al contorno del suelo, y en el segundo caso es transversal entre cada par de hilos. Sobre la base de la recopilación de datos estadísticos sobre el procesamiento de fallas y su análisis, se encontró que las sobretensiones de impulso en contrafase que ocurren crean más daños y, por lo tanto, se consideran las más peligrosas.
El método combinado le permite combinar los dos métodos anteriores.
Opciones de conexión de pararrayos para el sistema de puesta a tierra TN-S
Esquema con descargadores y SPD electrónicos
En este esquema, los SPD de las tres clases eliminan los impulsos de sobretensión entre las fases de la línea y el cero operativo N a lo largo de las cadenas "alambre-alambre". La función de reducir las sobretensiones de modo común se asigna a los descargadores de una determinada clase debido a su conexión entre el cero de trabajo y el de protección.
Este método permite separar galvánicamente PE y N entre sí. La posición del neutro de una red trifásica depende de la simetría de las cargas aplicadas en las fases. Siempre tiene algo de potencial, que puede ser desde fracciones hasta varias decenas de voltios.
Si las fuentes de alimentación con una carga pulsada están operando en el sistema, entonces el ruido de alta frecuencia puede transmitirse desde ellos a través de los circuitos de puesta a tierra y ecualización de potencial a través del conductor PE a dispositivos electrónicos sensibles, lo que interfiere con su funcionamiento.
La inclusión de descargadores en este caso reduce el impacto de estos factores debido a un mejor aislamiento galvánico que los descargadores electrónicos sobre varistores.
Circuitos con DPS electrónicos en clases de protección I y II
En este esquema, la protección contra sobretensiones en los tableros de entrada y distribución se realiza solo mediante pararrayos electrónicos.
Eliminan todas las sobretensiones de modo común (cualquier cable relativo al bucle de tierra).
En la clase III funciona el circuito anterior con pararrayos electrónico y pararrayos, dando protección (hilo-hilo) al consumidor final.
Peculiaridades del uso de varios modelos de pararrayos, teniendo en cuenta la secuencia de operación de las cascadas.
Cuando se operan etapas de protección contra sobretensión de impulso, se requiere su coordinación y coordinación. Se lleva a cabo eliminando pasos a lo largo del cable a una distancia de más de 10 metros.
Este requisito se explica por el hecho de que cuando un pulso de alto voltaje con una forma de onda empinada ingresa al circuito, se produce una caída de voltaje debido a la resistencia inductiva de los núcleos. Se aplica inmediatamente a la primera cascada, haciendo que funcione. Si no se cumple este requisito, los pasos se desvían cuando la protección no funciona correctamente.
Las cascadas de protección posteriores se conectan según el mismo principio.
Cuando, de acuerdo con las características de diseño del equipo, está ubicado cerca, se incluyen artificialmente en el circuito estranguladores de tipo pulso de aislamiento adicionales, creando una cadena de retardo. Su inductancia se ajusta en el rango de 6÷15 microhenrios, dependiendo del tipo de entrada de energía utilizada en el edificio.
En el diagrama se muestra una variante de dicha conexión con una ubicación cercana de la entrada y los cuadros de distribución y la instalación remota de los consumidores finales.
Al montar un acelerador en un sistema de este tipo, se debe tener en cuenta su capacidad para funcionar de manera confiable bajo las cargas creadas, para soportar sus valores límite.
Para facilitar el mantenimiento, la protección contra sobretensiones, junto con los dispositivos de estrangulamiento, se pueden colocar en un escudo protector separado que conecta el dispositivo de entrada en serie con el tablero de distribución principal de la casa.
Una de las opciones para tal diseño para un edificio hecho de acuerdo con el sistema de puesta a tierra TN-C-S se muestra en el siguiente diagrama.
Con esta instalación, las tres clases de limitadores se pueden colocar en un solo lugar, lo cual es conveniente para el mantenimiento. Para ello, es necesario instalar bobinas de aislamiento en serie entre las etapas de protección.
Estructuralmente, el dispositivo de entrada, el tablero de distribución principal y el escudo protector con este método de montaje del circuito deben ubicarse lo más cerca posible.
La ubicación combinada del SPD y los choques en un solo lugar, el escudo protector, permite evitar que los impulsos de sobretensión lleguen al equipo del tablero de distribución principal, en el que se separa el conductor PEN.
La conexión de los cables de alimentación al cuadro general tiene algunas peculiaridades: deben tenderse por los caminos más cortos, evitando el contacto conjunto para tramos del circuito protegido y sin protección.
Los fabricantes modernos modifican constantemente sus diseños de SPD utilizando estranguladores de aislamiento de pulso incorporados. Permitieron no solo colocar las etapas de protección a una distancia cercana a lo largo del cable, sino también combinarlas en una unidad separada.
Ahora en el mercado, teniendo en cuenta la implementación de este método, han aparecido diseños SPD de clases combinadas I + II + III o I + II. La empresa rusa Hakel produce una gama diferente de modelos de tales pararrayos.
Están creados para diferentes sistemas de puesta a tierra de edificios, funcionan sin instalar niveles de protección adicionales, pero requieren que se cumplan ciertas condiciones técnicas de instalación a lo largo del cable conectado. En la mayoría de los casos, debe ser inferior a 5 metros.
Para el funcionamiento normal de los equipos electrónicos y para protegerlos de interferencias de alta frecuencia, se fabrican varios filtros, que incluyen SPD de clase III. Deben conectarse al bucle de tierra a través de un conductor PE.
Características de protección de electrodomésticos complejos contra impulsos de sobretensión.
La vida de una persona moderna dicta la necesidad de utilizar diversos dispositivos electrónicos que procesan y transmiten información. Son bastante sensibles a las interferencias e impulsos de alta frecuencia, no funcionan bien o incluso fallan cuando aparecen. Para eliminar tales fallas, se utiliza la conexión a tierra individual de la carcasa del dispositivo, llamada funcional.
Está eléctricamente separado del conductor PE de protección. Sin embargo, si un rayo golpea la protección contra rayos entre las tierras del edificio o la línea y el dispositivo electrónico funcional, fluirá una corriente de descarga a lo largo del bucle de tierra, causada por el pulso de sobretensión de alto voltaje aplicado.
Puede eliminarse igualando los potenciales de estos circuitos instalando un pararrayos especial entre ellos, que igualará los potenciales de los circuitos en caso de accidentes y proporcionará aislamiento galvánico en las condiciones de funcionamiento diarias.
Hakel también se especializa en la producción de pararrayos de este tipo.
Requisito adicional para la protección de descargadores contra cortocircuitos
Todos los SPD están incluidos en el circuito para igualar los potenciales entre sus diversas partes en situaciones críticas. Al mismo tiempo, debe tenerse en cuenta que ellos mismos, a pesar de la presencia de protección térmica incorporada de los varistores, pueden dañarse y convertirse en una fuente de cortocircuito que se convierta en un incendio.
La protección de los varistores puede fallar si se excede la tensión nominal durante mucho tiempo, asociado, por ejemplo, con cero desgaste en una red de suministro trifásica. Los pararrayos, a diferencia de la electrónica, no se suministran con protección térmica en absoluto.
Por estas razones, todos los diseños de SPD están protegidos adicionalmente por fusibles que funcionan durante sobrecargas y cortocircuitos. Tienen un diseño complejo especial y son muy diferentes de los modelos con un enlace fusible simple.
El uso de interruptores automáticos para tales situaciones no siempre está justificado: se dañan por impulsos de rayos cuando los contactos de potencia están soldados.
Cuando se utiliza el circuito de protección SPD con fusibles, es necesario observar el principio de crear su jerarquía utilizando métodos de selectividad.
Como puede ver, para garantizar una protección confiable del cableado eléctrico doméstico contra sobretensiones, es necesario abordar este problema con cuidado, analizar la probabilidad de accidentes en el esquema de diseño, teniendo en cuenta el sistema de puesta a tierra operativo y seleccionar el más pararrayos adecuados para ello.
Para todos nosotros se ha convertido en norma que en los cuadros de los edificios de viviendas sea obligatorio instalar interruptores automáticos de introducción, automáticos modulares, RCD o automáticos diferenciales para estancias y equipos donde las posibles corrientes de fuga sean críticas (baños, vitrocerámica, lavadora, caldera).
Además de estos dispositivos de conmutación obligatorios, casi nadie necesita explicar por qué se necesita un relé de monitoreo de voltaje.
SPD o relé de tensión
Todo el mundo empezó a instalarlos en todas partes. En términos generales, lo protege de 380 V en lugar de 220 V que ingresan a la casa. En este caso, no necesita pensar que el aumento de voltaje ingresa al cableado debido a un electricista sin escrúpulos.
Los fenómenos naturales son bastante posibles que no dependen de las calificaciones de los electricistas. Un árbol cayó cursi y cortó el cable neutro. 
Además, no olvide que cualquier VL queda obsoleto. E incluso el hecho de que se haya llevado una nueva línea SIP a su casa, y que todo se haya instalado en su casa de acuerdo con las reglas, no garantiza que todo esté bien en la subestación transformadora de suministro en sí: KTP. 
Allí, el cero también se puede oxidar en la barra colectora o se puede quemar el contacto en el espárrago del transformador. Nadie es inmune a esto.
Es por eso que todos los cuadros nuevos ya no se ensamblan sin UZM o LV de varias modificaciones. 
En cuanto a los dispositivos de protección contra sobretensiones, o SPD para abreviar, la mayoría aquí tiene dudas sobre la necesidad de comprarlos. Pero, ¿son realmente necesarios y es posible prescindir de ellos?
Dichos dispositivos aparecieron hace mucho tiempo, pero hasta ahora nadie tiene prisa por instalarlos en masa. Pocos consumidores comunes entienden por qué son necesarios. 
La primera pregunta que les surge es: “Instalé un relé de sobrevoltaje, ¿por qué necesito otro SPD?”
Ningún relé de voltaje lo salvará de esto, pero lo más probable es que se queme junto con todos los demás equipos. Al mismo tiempo, el SPD no protege contra pequeñas caídas de decenas de voltios o incluso cien. 
Por ejemplo, los dispositivos para montar en escudos domésticos, ensamblados en varistores, solo pueden funcionar cuando el cambio alcanza valores superiores a 430 voltios.
Por lo tanto, tanto los dispositivos de RH como los SPD se complementan entre sí.
Protección contra tormentas en casa
Una tormenta eléctrica es un fenómeno natural y todavía no es particularmente posible calcularlo. En este caso, el rayo no tiene que caer directamente en la línea eléctrica. Suficiente para golpear junto a ella. 
Incluso una descarga de rayo de este tipo provoca un aumento en el voltaje en la red a varios kilovoltios. Además de la falla del equipo, esto también está plagado del desarrollo de un incendio.
Incluso cuando los rayos caen relativamente lejos de la línea aérea, se producen sobretensiones en las redes, que inhabilitan los componentes electrónicos de los electrodomésticos. Un contador electrónico moderno con su relleno también puede sufrir este impulso. 
La longitud total de alambres y cables en una casa o casa de campo privada alcanza varios kilómetros.
Esto incluye tanto circuitos de potencia como de baja corriente:
- alarma de seguridad
Todos estos cables asumen las consecuencias de la caída de un rayo. Es decir, todos tus kilómetros de cableado reciben una captación gigante, de la que ningún relé de tensión puede salvar.
Lo único que ayudará y protegerá todo el equipo, que cuesta varios cientos de miles, es una pequeña caja llamada SPD. 
Se montan principalmente en casas de campo, y no en apartamentos de edificios de gran altura, donde la conexión a la casa se realiza mediante un cable subterráneo. Sin embargo, no olvide que si su subestación transformadora no está alimentada por una línea de cable de 6-10 kv, sino por una línea eléctrica aérea o línea aérea (SIP-3), entonces la influencia de una tormenta eléctrica en media tensión también puede reflejarse en el lado de 0.4kv. 
Por lo tanto, no se sorprenda cuando durante una tormenta eléctrica en su edificio de gran altura, muchos vecinos fallan simultáneamente en los enrutadores WiFi, teléfonos inalámbricos, televisores y otros equipos electrónicos.
Los rayos pueden caer en una línea eléctrica a varios kilómetros de su casa, pero el impulso seguirá volando hasta su toma de corriente. Por lo tanto, a pesar de su costo, todos los consumidores de electricidad deben pensar en comprar SPD. 
El precio de los modelos de calidad de Schneider Electric o ABB es aproximadamente del 2 al 5 % del costo total de la electricidad en bruto y la configuración promedio del tablero de distribución. Con todo, no es gran cosa.
Clases SPD
Hasta la fecha, todos los dispositivos de protección contra sobretensiones se dividen en tres clases. Y cada uno de ellos juega un papel. 
El módulo de primera clase apaga el impulso principal, está instalado en el tablero de entrada principal.
Después de que se ha extinguido la sobretensión más grande, el SPD de la 2ª clase asume el impulso residual. Se monta en el cuadro eléctrico de la casa. 
Si no tiene un dispositivo de clase I, existe una alta probabilidad de que todo el impacto se lo lleve el módulo II. Y esto puede terminar muy tristemente para él.
Por lo tanto, algunos electricistas incluso disuaden a los clientes de instalar protección contra impulsos. Motivando esto por el hecho de que, dado que no puede proporcionar el primer nivel, no debe gastar dinero en él. No tendrá sentido.
Sin embargo, veamos qué dice al respecto no un electricista conocido, sino Citel, empresa líder en sistemas de protección contra el rayo: 
Es decir, el texto dice directamente que la clase II se monta después de la clase 1, o COMO DISPOSITIVO INDEPENDIENTE.
El tercer módulo protege directamente a un consumidor específico.
Si no desea construir toda esta protección de tres etapas, compre SPD que inicialmente vienen con el cálculo de trabajo en tres zonas 1 + 2 + 3 o 2 + 3. 
Tales modelos también se producen. Y serán la solución más versátil para su uso en viviendas particulares. Sin embargo, su costo ciertamente asustará a muchos.
Esquema de cuadro eléctrico con SPD
El esquema de un tablero de distribución bien equipado en términos de protección contra todas las sobretensiones y sobretensiones debería verse así.
En la entrada frente al medidor hay un disyuntor introductorio que protege el medidor y los circuitos dentro del escudo mismo. El siguiente es el contador. 
Entre el contador y la máquina introductora hay un SPD con su propia protección. La empresa de suministro eléctrico puede, por supuesto, prohibir dicha instalación. Pero puede justificar esto por la necesidad de protección contra sobretensiones y el medidor en sí.
En este caso, será necesario montar todo el circuito con dispositivos en una caja separada bajo un sello para evitar el libre acceso a las partes desnudas que conducen corriente al dispositivo de medición. 
Sin embargo, la cuestión de reemplazar el módulo defectuoso y romper los sellos se volverá aguda aquí. Por lo tanto, coordine todos estos puntos con anticipación.
Después del metro son:
- relé de tensión UZM-51 o equivalente
- máquinas modulares simples
Si no hay preguntas con los componentes habituales al completar dicho escudo, ¿a qué debe prestar atención al elegir un SPD?
Para la temperatura de funcionamiento. La mayoría de los tipos electrónicos están diseñados para funcionar a temperaturas ambiente de hasta -25 °C. Por tanto, no se recomienda montarlos en escudos de calle.
El segundo punto importante son los diagramas de cableado. Los fabricantes pueden producir diferentes modelos para usar en varios sistemas de puesta a tierra. 
Por ejemplo, ya no será posible utilizar los mismos SPD para los sistemas TN-C o TT y TN-S. No logrará un funcionamiento correcto de dichos dispositivos.
Diagramas de cableado
Estos son los principales esquemas para conectar los SPD, según el diseño de los sistemas de puesta a tierra, utilizando como ejemplo los modelos de Schneider Electric. Diagrama de cableado de un SPD monofásico en un sistema TT o TN-S: 
Lo más importante aquí es no confundir el punto de conexión del cartucho enchufable N-PE. Si lo conecta a una fase, creará un cortocircuito.
Esquema de un SPD trifásico en un sistema TT o TN-S: 
Diagrama de cableado para un dispositivo trifásico en un sistema TN-C: 
¿A qué necesitas prestar atención? Además de la correcta conexión de los conductores neutro y de fase, la longitud de estos mismos cables juega un papel importante.
¡Desde el punto de conexión en el terminal del dispositivo hasta la barra de tierra, la longitud total de los conductores no debe ser superior a 50 cm! 
Y aquí hay esquemas similares para SPD de ABB OVR. Opción monofásica: 
Circuito trifásico: 
Veamos algunos esquemas por separado. En el circuito TN-C, donde tenemos conductores combinados de protección y neutro, la solución de protección más habitual es instalar un SPD entre fase y tierra.
Cada fase está conectada a través de un dispositivo independiente y opera independientemente de las demás. 
En la variante de la red TN-S, donde ya se han separado los conductores neutro y de protección, el circuito es similar, pero aquí se monta un módulo adicional entre cero y tierra. De hecho, todo el golpe principal recae sobre él. 
Por eso, al elegir y conectar el SPD N-PE, se indican las características individuales para la corriente de impulso. Y suelen ser mayores que los valores de fase.
Además, no olvide que la protección contra rayos no es solo un SPD correctamente seleccionado. Esta es toda una gama de actividades.
Se pueden utilizar con y sin protección contra rayos en el techo de la casa. 
Se debe prestar especial atención a un bucle de tierra de alta calidad. 
Una esquina o un alfiler clavado en el suelo a una profundidad de 2 metros obviamente no será suficiente aquí. Una buena resistencia a tierra debe ser de 4 ohmios.
Principio de operación
El principio de funcionamiento del SPD se basa en la atenuación de la sobretensión a un valor que los dispositivos conectados a la red puedan soportar. En otras palabras, este dispositivo, incluso en la entrada de la casa, descarga el exceso de voltaje en el circuito de tierra, lo que evita que los equipos costosos sufran un impulso destructivo.
Determinar el estado del dispositivo de protección es bastante simple:
- indicador verde - el módulo está funcionando
Al mismo tiempo, no habilite el módulo con una bandera roja. Si no hay repuesto, es mejor desmantelarlo por completo.
SPD no siempre es un dispositivo desechable, como algunas personas piensan. ¡En algunos casos, los modelos de clase 2.3 pueden disparar hasta 20 veces!
Disyuntores o fusibles antes de SPD
Para mantener una fuente de alimentación ininterrumpida en la casa, también es necesario instalar un interruptor automático que apague el dispositivo ultrasónico. La instalación de esta máquina también se debe a que en el momento de la retirada del pulso se produce la denominada corriente de seguimiento.
No siempre permite que el módulo de varistores vuelva a la posición de cerrado. De hecho, no se recupera después de ser activado, como debería haber sido en teoría.
Como resultado, el arco dentro del dispositivo se mantiene y conduce a un cortocircuito y destrucción. Incluyendo el propio dispositivo. 
En caso de avería de este tipo, la máquina opera y desactiva el módulo de protección. El suministro de energía ininterrumpida a la casa continúa.
Recuerde que esta máquina no protege principalmente al pararrayos, sino a su red.
Al mismo tiempo, muchos expertos recomiendan instalar ni siquiera una máquina automática, sino fusibles modulares como tal protección. 
Esto se explica por el hecho de que la propia máquina durante la avería está bajo la influencia de una corriente pulsada. Y sus liberaciones electromagnéticas también estarán bajo mayor voltaje.
Esto puede ocasionar la ruptura de la bobina de disparo, la quema de los contactos e incluso la falla de toda la protección. De hecho, te encontrarás indefenso ante un cortocircuito.
Por lo tanto, instalar un SPD después de un disyuntor es mucho peor que después de un fusible.
Por supuesto, hay disyuntores especiales sin inductores, que solo tienen liberaciones térmicas en su diseño. Por ejemplo Tmax XT o Fórmula A. 
Sin embargo, considerar esta opción para casas de campo no es del todo racional. Es mucho más fácil encontrar y comprar fusibles modulares. En este caso, puede optar por el tipo GG.
Son capaces de proteger en todo el rango de sobreintensidades relativas a la nominal. Es decir, si la corriente ha aumentado un poco, GG aún la apagará en un intervalo de tiempo determinado.
Por supuesto, también hay un signo negativo del circuito con un dispositivo automático o una PC directamente en frente del SPD. Todos sabemos que los truenos y relámpagos son un fenómeno continuo, no único. Y todas las huelgas posteriores pueden no ser seguras para su hogar. 
Después de todo, la protección ya había funcionado por primera vez y la máquina se descompuso. Y ni siquiera lo adivinará, porque su suministro de energía no se ha interrumpido.
Por lo tanto, algunos prefieren instalar un SPD inmediatamente después de la máquina introductoria. De modo que cuando se activa, se corta el voltaje en toda la casa. 
Sin embargo, también tiene sus propias trampas y reglas. El disyuntor de protección no puede tener ninguna clasificación, sino que se selecciona de acuerdo con la marca del SPD utilizado. Aquí hay una tabla de recomendaciones para elegir dispositivos automáticos montados frente a dispositivos de protección contra sobretensiones: 
Si piensa que cuanto menor sea el valor nominal de la máquina que se instalará, más fiable será la protección, se equivoca. Los impulsos de corriente y los picos de tensión pueden ser de tal magnitud que provoquen la actuación del interruptor automático, incluso antes de que actúe el SPD.
Y en consecuencia, volverás a quedarte sin protección. Por lo tanto, elija todo el equipo de protección sabiamente y de acuerdo con las reglas. SPD es una protección silenciosa pero muy oportuna contra la electricidad peligrosa, que se activa instantáneamente.
Errores de conexión
1 El error más común es instalar un SPD en un tablero de distribución con un bucle de tierra deficiente.No habrá ningún sentido de tal protección. Y el primer rayo "exitoso" quemará todos los dispositivos y la protección en sí. 
Verifique la documentación técnica del SPD y consulte con un electricista experimentado responsable de los servicios eléctricos, quien debe saber qué tipo de sistema de puesta a tierra se utiliza en su hogar. 
Uno de los dispositivos de la serie "¿ser o no ser?"... está en el tablero de medición - son pararrayos ⚡⚡⚡ También se les llama SPD, SPE, OPS-1... etc. Hay innumerables de ellos, vienen en diferentes clases, hay diferentes fabricantes. Para instalar o no instalar, el diagrama de conexión de dicho dispositivo, ¡cubriremos todo esto en este artículo!
Primero hablaré de los pararrayos que suelo instalar en los cuadros de medida de mis clientes. Detuve mi elección en un dispositivo llamado OIN-1 de la empresa Energomera JSC.
Vista lateral de SPE-1
El criterio principal para elegir este limitador para mí fue la disponibilidad de un proveedor en el almacén y el precio, este último criterio es de mayor importancia, porque. en mi opinión, la necesidad de instalar dichos productos es extremadamente pequeña, pero hablaremos de eso más adelante. A modo de comparación, un conjunto de limitadores OIN-1 JSC "Energomera" para tres fases cuesta alrededor de 900 rublos, el "competidor" más cercano es OPS-1 3R D de IEC cuesta alrededor de 3500. Las funciones realizadas por estos limitadores son exactamente las mismas, y si no hay diferencia, ¿por qué debería pagar más?
Como para Diagramas de conexión SPD, SPE, OPS y otros dispositivos similares. En el tablero de medición, se conectan desde los terminales inferiores de la máquina introductora, y la salida y el limitador van al bus GZSH, en nuestro caso es un bloque de paso.
Diagrama de cableado para descargador de sobretensiones desde los terminales inferiores de la máquina introductoria utilizando terminales NShVI-2
Como GZSH en nuestro tablero de medición hay un bloque de paso. Esta unidad de paso se vuelve a poner a tierra utilizando el conductor de puesta a tierra.
Dado que el limitador está en el esquema de conexión hasta el medidor, debe sellarse. En nuestro caso, utilizando una caja de plástico.
forma general
El esquema de conexión de los pararrayos SPD, OPS-1, SPE y otros es idéntico para otros fabricantes. La única diferencia es que si toma un limitador de tres polos, su conductor de salida ya está ensamblado de tres en uno.
Según mi experiencia, puedo decir que no todas las organizaciones de red en las condiciones técnicas para los solicitantes tienen ese requisito para instalar pararrayos. Cumplí con ese requisito en la región de Nizhny Novgorod y en el territorio de Krasnodar.
Primero toquemos la parte práctica de la pregunta.. Para comprender si configurar o no configurar, debe comprender cuál puede ser la fuente de tal sobretensión, y solo hay dos de ellos:
1. rayo, tanto directo como cercano
2. oleada de conmutación.
Para comprender si instalar o no un limitador para la protección contra sobretensiones de impulso (rayos), debe saber de qué cable está hecho el troncal, al que se conectará nuestro panel de medición. Si la troncal está hecha con alambre pelado, existe la probabilidad de que caiga un rayo, si es con aislamiento autoportante (SIP), la probabilidad de que caiga un rayo es extremadamente pequeña. en qué región instalaremos nuestra placa de medición. A continuación se muestra un mapa con el número de horas de tormenta al año:
Como vemos en este mapa en el norte del país, hay un número muy pequeño de horas de tormenta y el limitador en nuestro tablero de medición simplemente ocupará espacio y no realizará funciones útiles. Cuanto más al sur, mayor es el número de horas de tormenta al año y mayor la probabilidad de que se produzca la primera fuente de sobretensión.
En cuanto a las sobretensiones de conmutación. Estas sobretensiones ocurren durante maniobras operativas en subestaciones. Cuanto más cerca estemos de nuestra subestación, mayor será la probabilidad de una sobretensión de maniobra.
Por mi parte, opté por no instalar pararrayos, ya que mi línea principal está hecha con cable SIP y el sitio está ubicado en el borde del pueblo donde no hay grandes subestaciones y la cantidad de horas de luz en nuestro la región es pequeña.
Como podemos ver en la vista general del tablero de medida, debido a la instalación del limitador, no teníamos suficiente espacio para instalar la salida y la salida automática. Por supuesto, puede comprar un estuche con tamaños más grandes, pero nuevamente, nos costará más. Y en mi opinión, un enchufe con una máquina en el tablero de medición es mucho más útil que un pararrayos.
Veamos ahora el lado legal de la cuestión.. Me gustaría hacer una reserva de inmediato de que no tengo educación legal y estos son solo mis pensamientos que surgieron mientras estudiaba documentos reglamentarios.
De hecho, en el PUE hay una cláusula 7.1.22 donde se dice que se deben instalar pararrayos en la entrada de aire, pero la cláusula 7.1 dice que el capítulo 7 se aplica a - "edificios residenciales enumerados en SNiP 2.08.01-89 "Edificios residenciales"(este SNIP cubre el diseño de edificios residenciales (edificios de apartamentos, incluidos los edificios de apartamentos para personas de la tercera edad y familias con usuarios de sillas de ruedas, en lo sucesivo denominadas familias con discapacidad, así como albergues), hasta 25 pisos inclusive); edificios públicos enumerados en SNiP 2.08.02-89 "Edificios y estructuras públicas"(con excepción de los edificios y locales enumerados en el Capítulo 7.2) (este SNIP se aplica al diseño de edificios públicos (hasta 16 pisos inclusive) y estructuras, así como locales públicos integrados en edificios residenciales. Al diseñar locales públicos, construidos- en edificios residenciales y adjuntos a ellos, también debe guiarse por SNiP 31-01-2003.); edificios administrativos y domésticos, enumerado en SNiP 2.09.04-87“(Este SNIP se aplica al diseño de edificios administrativos y residenciales de 1 altura (según SNiP 21-01-97) hasta 50 m, incluido el piso del ático y locales de empresas). Todos estos SNIP se refieren a edificios de departamentos, edificios administrativos, edificios públicos y otros. Aquellas. el párrafo 7.1 no indica que el párrafo 7.1.22 se aplique a edificios residenciales individuales.
Además, de conformidad con el Decreto del Gobierno de la Federación Rusa del 27 de diciembre de 2004 N 861 (modificado el 28 de julio de 2017)
25(1). En las condiciones técnicas para aspirantes previstas en los apartados 12.1 y 14 (individuales hasta 15 kW, es nuestro caso) de estas Bases, se deberá indicar lo siguiente:
a) puntos de conexión que no pueden ubicarse a más de 25 metros del borde del sitio en el que se encuentran (se ubicarán) los objetos conectados del solicitante;
a(1)) potencia máxima de acuerdo con la aplicación y su distribución para cada punto de conexión a la red eléctrica de las instalaciones;
(El punto "a(1)" fue introducido por Decreto del Gobierno de la Federación Rusa del 04.05.2012 N 442)
b) requisitos justificados para el fortalecimiento de la red eléctrica existente en relación con la conexión de nuevas capacidades (construcción de nuevas líneas eléctricas, subestaciones, aumento de la sección transversal de alambres y cables, reemplazo o aumento de potencia de transformadores, ampliación de aparamenta , modernización de equipos, reconstrucción de instalaciones de la red eléctrica, instalación de dispositivos de control de voltajes para asegurar la confiabilidad y calidad de la energía eléctrica), de ejecución obligatoria por la organización de la red a su cargo;
c) requisitos para dispositivos de medición de energía eléctrica (potencia), dispositivos de protección de relés y dispositivos que proporcionan control del valor máximo de potencia;
d) distribución de responsabilidades entre las partes para el cumplimiento de las especificaciones técnicas (las medidas de conexión tecnológica dentro de los límites del sitio donde se encuentran los dispositivos receptores de energía del solicitante son realizadas por el solicitante, y las medidas de conexión tecnológica hasta el límite de la sitio donde se encuentran los dispositivos de recepción de energía del solicitante, incluido el establecimiento de relaciones con otras personas, realizado por la organización de la red).
(párrafo "d" modificado por Decreto del Gobierno de la Federación Rusa del 24 de septiembre de 2010 N 759)
(ver texto en edición anterior).
Aquellas. en las especificaciones técnicas de los solicitantes no debe haber requisitos para los dispositivos que limitan las sobretensiones de impulso. Es posible, aunque solo sea, tirar de "sus oídos" como "dispositivos de protección de relés", que tales dispositivos no son.
Ahora conocemos tanto los aspectos prácticos de la instalación de limitadores como los legales. ¡La decisión siempre es tuya! ¡Para mí, ya he tomado esta decisión!
No olvides visitar YOUTUBE y ponga su dedo en el video sobre SPD, SPE, OPS.
Es muy fácil comprar un tablero de medición confiable: ¡solo necesita enviar una solicitud utilizando los canales de comunicación convenientes para usted!
