Comprar regulador de energía u otro dispositivo para proteger dispositivos?

Bueno, ahora voy a hablar un poco del tema de UPS, es un poco largo y complejo. hay muchos tipos de UPS y de eso dependen su precios prestaciones. Lo anterior era una introducción a los dispositivos de protección ante sobretensiones.

la gente tiende a decir esta UPS es mejor por que es apc schneider o eaton, o por que es la de homecenter de 200 mil. pero eso hay que comparar peras con peras, y manzas con manzanas.

SISTEMA DE ALIMENTACIÓN ININTERRUMPIDA

UPS (Uninterrupted Power System), que en español significa Sistema de Potencia Ininterrumpida, es un dispositivo que gracias a sus baterías, puede proporcionar energía eléctrica tras un apagón a todos los dispositivos que tenga conectados y un convertidor de corriente que transforma la energía continua en alterna, y la eleva hasta obtener una tensión de 220V.

Otra de las funciones de los UPS es la de mejorar la calidad de la energía eléctrica que llega a las cargas, filtrando subidas y bajadas de tensión y eliminando armónicos de la red en el caso de usar Corriente Alterna. Normalmente la capacidad de un UPS es expresada en VA o kVA. Para pequeñas y medianas empresas se utilizan dos tipos de UPS, el stand-by y el interactivo.

En la siguiente imagen se muestra el esquema basico de una ups



La ups es un dispositivos de dos etapas de conversión, la de rectificación y la de inversión. Normalmente a la UPS le entra la tensión de la red, la cual tiene sobretensiones, ruido, armonicos, colapsos o caidas de tensión como problemas. en esta recibe una onda seno como se puede ver en la siguiente imagen.


el rectificador o la etapa de rectificación, coge esa onda seno, y la transforma en una onda dc, que es constante 12 V en el tiempo



ese voltaje DC sirve para cargar una bateria. una vez que se se suspenda el fluido electrico la bateria se deja de cargar y sale de su voltaje de flotación, y comienza a suministrar tensión a la carga conectada a la salida de la bateria. en ese caso es cuando la bateria funciona, el resto del tiempo esta en reposo, o en carga mientras esta descargada.

si las condiciones son de estado estable, normal del sistema, la energía sigue su camino y no sigue cargando la bateria, la energia se dirige a la carga.

despues viene otra etapa de invesión que lo que hace es convertir esa tensión DC que es una linea recta Vmax imagen anterior, en una onda seno (segunda imagen de este post) en color verde modificada intermedia. eso es lo mas normal, trata de convertir una onda seno cuadrada lo mas parecida a la primera. los aparatos electronicos casi no sufren por que no sea una cuadrada perfecta, mientras que apratatos como motores trifasicos si pueden sufrir o recalentarse o dañarse por eso se usan etapas de inversión mas sofisticadas que traten de dar señales puras. y por eso el tema de ups se vuelve mas costoso, hay ups que por pwm hacen ondas como la de color azul que es una onda seno cuadrada. o por sumatorias, en conclusión los equipos ven ondas seno.







por ejemplo en tema de variadores se usan variadores de 6, 12, 24 pulsos, que con etapas de rectificación, entre menos pulsos, son menos triacs y hacen la onda cuadrada, mientras que los de 24 logran hacer esa ona seno casi como si fuera la de un generador seno pura. y eso hace mas costosa un equipo por su tecnologia de etapa de inversión. esto mismo sucede para equipos de generación renovable, solares por ejemplo.







en conclusión las ups, dependiendo su etapa final, varian su costo, segun su tecnologia, igual los variadores de velocidad, por que cogen una onda de tensión de entrada con ruidos, sobretensiones, la destruyen a una señal dc, y luego construyen una nueva señal seno, entre comillas limpia. para que los equipos no tengan problemas, por eso mucha gente dice que es la mejor.



esto es lo basico de estos productos. pero hay varios tipos de gamas, y construcción, por lo que tambien los precios varian. si son online, monofasicas, industriales etc.

TIPOS DE UPS.

Hay diferentes tipos de ups y de configuraciones, y resplados, por lo cual por ejemplo una ups en el evento de una sobretensión, o interrupción del servicio electrico, puede desconectarse desde 1 segundo a milisegundos. lo cual puede ocasionar para ciertos equipos que se paren, reinicien o se apaguen. y esto infuye en el costo de la misma. y dependiendo el tamaño de la ups, esta puede sostener la carga por unos cuantos minutos, para salvar el trabajo, información y apagar. o trabajar por horas, o incluisve dias, dependiendo como se diseñe. normalmente una ups puede trabajar 10 minutos, y si la salida del servicio electrico contunua, se da el encendido a un grupo electrogeno, o planta electrica, o generador diesel el cual funcionará por horas. pero el generador cuando se va el servicio de electricidad no funciona inmediatamente, este demora un momento en prender el motor, y mantener unas condiciones de tensión adecuadas. por eso la ups debe funcionar por un tiempo antes que entre el grupo electrogeno. y el tiempo que puede durar el generador en servicio, depende del tamaño del tanque de reserva.



UPS Off line o Standby

La UPS standby es un equipo que por su precio es el que más extendido está, sobre todo para la protección de pequeñas cargas (PCs, Cajas registradoras,etc.).

En condición normal de operación, la carga entra directamente por la red y cuando hay una anormalidad en la red, o hay una caída de voltaje, el inversor es activado y pasa a alimentar la carga. La tecnología Off-line tiene un tiempo de conmutación entre la red y la batería y es indicado para aplicaciones menos críticas.



En el diagrama de bloques ilustrado en la figura anterior, el interruptor de transferencia está configurado para utilizar la entrada de CA filtrada como fuente de alimentación principal y cambiar a la batería como suministro de reserva si falla el principal. Cuando esto sucede, el interruptor de transferencia se trasladará al suministro de reserva de la batería (ruta punteada). Las principales ventajas de este tipo de UPS son su gran eficiencia, su tamaño reducido y su bajo costo. Con un filtro y un circuito de sobretensiones adecuados. Estos sistemas también pueden ofrecer filtración de ruido y supresión de sobretensiones.


UPS Interactivo

Esta tecnología permite mayor estabilidad de la tensión para la carga, aumentando el rango de tensión admisible en la entrada del UPS. La UPS Interactivo es el más utilizado en empresas pequeñas, internet y para respaldo de servidores. Las principales ventajas de este modelo es su gran eficacia, reducido
tamaño, bajo costo, confiabilidad y su capacidad de manejo de tensión baja o alta.

Una UPS Interactivo trabaja mayoritariamente en la gama de potencia de 0,5 - 5 kVA.

En la Figura se muestra el esquema de UPS interactivo que consta como lo indica la figura de un sistema o interruptor de transferencia, un sistema inversor/cargador y un banco de baterías.

Cuando existe suministro de red (alimentación principal), el interruptor de transferencia se encuentra cerrado y la carga se alimenta directamente de la tensión de entrada de la red. En este caso el sistema inversor/cargador permite el paso de tensión a la salida y realiza la carga de las baterías. En ausencia de red el interruptor de transferencia se abre y el sistema inversor/cargador toma la tensión D.C de baterías y la transforma en tensión A.C.

El sistema recibe el nombre de UPS interactivo debido a que el sistema inversor/cargador es bidireccional, es decir puede funcionar como inversor y también como cargador sin tener estos dos sistemas separados. Algunos modelos incluyen un regulador de tensión para la red de entrada.


UPS On line Doble Conversión

Se trata del sistema SAI (Sistema de alimentación ininterrumpido) más utilizado en gamas superiores a 10 kVA. El diagrama de bloques del sistema SAI On-line de doble conversión, ilustrado en la Figura es el mismo que el del sistema Standby, excepto que la ruta de alimentación principal es el inversor en lugar de la alimentación de CA.



En el diseño On-line de doble conversión, un fallo en la entrada de CA no provoca la activación del interruptor de transferencia, ya que la CA de entrada carga la fuente de baterías de reserva, que proporciona alimentación al inversor de salida.

Por lo tanto, durante un fallo de la alimentación de CA de entrada, la operación on-line no provoca tiempos de transferencia.

Este sistema SAI ofrece un rendimiento de salida eléctrica casi perfecto. Su problema es que el constante desgaste de los componentes eléctricos reduce la fiabilidad respecto a otros diseños, y la energía consumida por la ineficacia de la alimentación eléctrica es una parte significativa del coste del SAI a lo largo de su vida útil. Además, la alimentación de entrada consumida por el enorme cargador de la batería es a menudo no lineal y puede interferir con el cableado de alimentación del edificio o provocar problemas con los generadores de reserva.

COMPONENTES PRINCIPALES DE LAS UPS

Transformador de Aislamiento de Entrada de Rectificador
Un transformador de aislamiento a la entrada del rectificador se suministra para efectos de mejorar la inmunidad a perturbaciones y garantizar aislamiento galvánico del circuito dc, y debe ser componente integral de la UPS.

El transformador de aislamiento debe incluir una pantalla electrostática para supresión de ruido, la conexión del transformador debe ser Delta-estrella,

El transformador opera con bajo incremento de temperatura (temperatura rise) y ser diseñado con un factor K optimo para los niveles de armónicos en la corriente de entrada del rectificador de la UPS, de acuerdo con la Norma IEEE C57.110.

El lado secundario del transformador de entrada deberá tener fusibles de acción rápida para protección de los dispositivos semiconductores del rectificador.

Rectificador AC/DC–Cargador de Baterías
El cargador de baterías es de rectificación de onda completa, con un alto TMEF (>150000 horas). El cargador tendrá la capacidad suficiente para abastecer toda la carga del inversor y simultáneamente recargar el banco de baterías desde la condición de descarga total hasta el 95% de su capacidad en máximo doce 12 horas de operación.


Baterías
Las baterías deberán ser celdas del tipo plomo–acido de 2V, para aplicaciones industriales, tipo VRLA, selladas, libres de mantenimiento y libres de emanaciones de gases corrosivos.

Baterías con voltajes de 12 V pueden ser seleccionadas para uso en instalaciones existentes ó en las cuales se tengan limitaciones de espacio, de acuerdo a los requerimientos particulares contemplados en las hojas de datos.

El banco de baterías estará compuesto por la cantidad de elementos necesarios para suministrar la tensión requerida por el inversor.


Inversor
El inversor será del tipo estático, con regulación automática de la tensión, tecnología de conversión DC-AC del tipo PMW (Pulse With Modulation).

El inversor debe suministrar potencia a las cargas críticas de forma continua y libre de interrupciones, con regulación de tensión y respuesta a eventos transitorios.


Interruptor Estático de Transferencia By-Pass
El interruptor estático de bypass consistirá de dos pares de SCR por fase con cada par conectado en paralelo inverso (back to back). Un juego de SCR será conectado a la salida del inversor, y el otro juego de SCR será conectado a la fuente de by pass. Las salidas de los dos juegos de SCR serán conectadas juntas y suministrarán potencia a las cargas críticas.

El interruptor estático de bypass tendrá las siguientes características:

• Transferencias sin interrupciones (zero-break) a las cargas críticas después de que el control lógico detecte falladel inversor, sobre corriente, sobre o subtension.
• Re-transferencia automática y manual sin interrupción. Si el control es puesto en re-transferencia manual o automática, bajo comando manual la carga crítica será transferida al inversor.
• El interruptor estático de bypass como mínimo deberá ser diseñado para soportar sobrecargas del 125% de la corriente nominal de forma continua, de 150% por 10 minutos, de 200% por un minuto, de 400% por un segundo, y del 1000% por un ciclo (16 milisegundos).
• El tiempo de transferencia no debe exceder los 4 milisegundos.

Conmutador Manual de Bypass de Mantenimiento
Se deberá suministrar un Switch de bypass operado manualmente para la transferencia de la carga a la fuente alternativa para facilitar el mantenimiento de la UPS Este conmutador aislará la salida del sistema del resto del equipo y la conectará directamente a la fuente alterna de potencia.

El Switch de Bypass de mantenimiento deberá ser suministrado por el mismo fabricante y contar con las certificaciones internacionales que certifiquen la confiabilidad de la UPS.

Transformador de Aislamiento a La Salida.
Un transformador de aislamiento a la salida de al UPS será suministrado para efectos de mejorar la inmunidad a perturbaciones y garantizar aislamiento galvánico del circuito dc, el cual debe ser componente integral de la UPS.



MODOS DE OPERACIÓN

De acuerdo a lo descrito en la Norma NEMA PE-1 para las UPS del tipo de doble conversión, éstas deberán funcionar automáticamente en los siguientes modos:

Operación Normal
El rectificador/cargador de la UPS derivará la potencia desde una fuente de alimentación en ac y suministrará potencia en dc al inversor mientras simultáneamente cargará o mantendrá en flotación el banco de baterías. La carga crítica será alimentada continuamente por el inversor con tensión exenta de cualquier tipo de perturbaciones (ruidos, pulsos, transitorios, etc.) y aislada galvánicamente de la red normal de la subestación a la entrada de la UPS

Operación de Emergencia
Bajo la condición de falla de la fuente en AC, la potencia será suministrada por el inversor, obteniendo éste la energía necesaria desde el banco de baterías. En todo caso, no deberá haber interrupción del suministro de potencia a las cargas críticas bajo falla o restitución de la fuente en AC.

Cuando las baterías alcancen su nivel de tensión mínimo permitido de descarga (1.75 Vcc/celda para el caso de baterías de plomo-ácido) el sistema deberá transferir en forma automática la carga a la fuente alterna del By pass y desconectará las baterías para evitar daños en ellas. El valor de referencia del nivel mínimo de tensión deberá ser configurable.

Si se presenta sobrecarga o cortocircuito en la salida del inversor y la fuente alterna está disponible, automáticamente el interruptor estático conmutará sin interrupción la carga a la fuente AC en Bypass. Una vez que se ha despejado la falla o el inversor ha sido restablecido, el interruptor estático transferirá la carga al inversor.

La transferencia en ambas direcciones se realizará sin interrupciones en condiciones de sincronismo.


Operación de Recarga
Al efectuarse el restablecimiento de la fuente de alimentación en ac el rectificador/cargador automáticamente deberá arrancar suavemente (walk in) y gradualmente suministrará la potencia DC regulada y filtrada requerida por el inversor para las cargas críticas.

Simultáneamente el rectificador/cargador deberá recargar el banco de baterías. Esta función deberá ser automática y ocurrir sin interrupción de energía a las cargas críticas.

Operación de Bypass
El sistema de bypass automático deberá transferir las cargas críticas a la fuente de alimentación en AC en los casos de sobrecarga o de fallas internas.

La UPS deberá retornar desde el modo bypass al modo normal en forma automática excepto en el caso de que la sobrecarga exceda los límites especificados o las fallas internas no se hayan despejado.

La transferencia de la carga a la fuente en AC desde el modo de bypass también se podrá realizar en forma manual.

En labores de mantenimiento, para inspecciones seguras y sin riesgo, la UPS podrá ponerse en bypass mediante un conmutador manual de bypass remoto en gabinete externo a la UPS, sin que exista interrupción de energía a las cargas críticas.

Las UPS deberán permitir la conexión de dos fuentes de potencia independientes. La fuente primaria alimentará el rectificador de la UPS mientras que la fuente secundaria, alimentará los switches de bypass estático y de mantenimiento.

TOPOLOGIA DE INTERCONEXION

La topología de conexión de las UPS’s debe ser determinada en la ingenieria básica teniendo en cuenta el sistema eléctrico existente en el sitio de instalación y los requerimientos que debe cumplir el sistema de respaldo según la criticidad de las cargas que se conectaran de la UPS.
Las topologías comúnmente utilizadas se describen a continuación:

Conexión Sencilla
Cuando se tengan cargas críticas cuyo consumo sea menor a 10 kVA, no se requiera segregación de cargas y sólo se cuente con una sola fuente de alimentación en AC asociada con un Switch de Transferencia Automático ATS más una fuente de bypass, se seleccionará una U.P.S que se alimentará desde el Tablero de Servicios Generales a 208 VAC (o CCM a 480Vac) disponible en la planta. La configuración se indica en el Figura



Doble UPS Sencilla
Cuando se tengan cargas críticas en las cuales se requieran segregación de cargas, y todas las cargas que puedan impactar la operación cuenten con redundancia a nivel de fuentes de potencia, se seleccionarán dos U.P.S monofásicas (o trifásicas) que se alimentará desde el Tablero de Servicios Generales a 208 VAC (o CCM a 480Vac), según se indica en el Figura



En la configuración del sistema debe existir un switch de by-pass de mantenimiento por cada UPS y un transformador de by-pass.

Sistemas paralelo redundante
Cuando se tengan cargas críticas en las cuales no se requiera segregación de cargas y se cuente con tres fuentes de alimentación en ac provenientes de diferentes tableros, se seleccionarán dos UPS monofásicas (ó trifásicas) con entrada dual, cuya entrada principal se alimentará desde el Tablero de Servicios Generales a 208 VAC (o CCM a 480Vac) y la entrada de bypass desde una tercera fuente de alimentación disponible En a.c, según se indica en la Figura



En la configuración del sistema debe existir un switch de by-pass de mantenimiento y un transformador de by-pass tal y como muestra el diagrama. Esta configuración aplica en unidades de proceso y no se recomienda para plantas de Servicios Industriales (calderas, generadores),


UPS INDUSTRIALES

Las ups normalmente son para tipos de cargas de servidores y equipos de computo (monitores, CPU), hay UPS tipo industriales que permiten el acople de cargas motorizadas, o cargas con corrientes de arranque, inrush, los cuales dañan los IGBT o electrónica de potencia de la misma.

de hecho una impresora no se debe conectar a una UPS regular por que la quema, esa corriente de arranque de los motores causa daños a los componentes de la electrónica de potencia.

para cargas motorizadas, resortes, interruptores motorizados, bombas, motores, compresores (ejemplo una nevera) se debe conectar a una UPS tipo industrial. estas son mas robustas, y son mucho mas costosas, por lo general son trifásicas, y para potencias mayores a los 10 kVA.

UPS PARA AMBIENTE INDUSTRIAL
Las UPS industriales son diferentes a las de ambientes industriales. esta nemotecnia tiende a confundirse, por el uso de la palabra industrial, y las especificaciones son diferentes.

una ups para ambiente industrial es aquella que es para servidores, o electrónica sensible, (no son industriales) pero sus componentes son electroplateados, y están protegidos para gases corrosivos que hay presentes en las industrias.

UPS PARA MEDIA TENSIÓN
En la actualidad ya existen UPS para sistemas mayores a 1000 V y cargas significativas grandes.

Puede saturarse el lector con tanta información técnica, pero para la compra de UPS se tiene que tener en cuenta que componentes, tipo de UPS, y configuración se necesita para el tipo de aplicación.

no es solamente decir, necesito una ups monofásica de 120V de 2kVA para un pc. conocer a fondo la tecnología vs precio puede darle una buena orientación. por ejemplo como mencioné anteriormente, va a homecenter y se compra una UPS de estas, la mas barata, si es online, interactiva, etc. y resulta que la compra para videojuegos, o para el trabajo de casa. ocurre la caída del servicio, y se reinicia el equipo conectado. eso puede pasar.

hay un concepto clave en esto y se llaman equipos de misión critica en equipos de respaldo. son equipos que tienen que tener unos parametros altos de calidad de energía, en la forma de onda. y que no se vean afectados por sobretensiones o caida del servicio eléctrico.

estas aplicaciones son por ejemplo para servicios médicos, ellos tienen hasta 3 fuentes de respaldo diferentes de energía. no pueden salir de servicio por que se queman. o por ejemplo, hay equipos médicos que segun su peso dosifican medicamentos, por ejemplo anestesia, si la calidad de la energía no es buena, se puede ver afectada la medición del aparato. pudiese llegar a entregar dosis diferentes. lo que puede afectar la integridad de la persona. o el caso que un respirador deje de funcionar.

los laboratorios de equipos sucede igual, de calibración, medida. si la calidad de la energía y magnitudes, la factración se puede ver afectada, o que un equipo no quede bien calibrado.

en la idustria sucede lo mismo. ejemplo en fabricas. si bandas transportadoras no tienen el voltaje adecuado, los motores pueden tener menos torque para mover las cargas. en instrumentación pasa lo mismo, las valvulas. los medidores pueden no percibir las concentraciones de las mezclas y alterar la composición del producto. pudiese cambiar el sabor de la coca cola. los medidores pueden medir mas, y despachar mas o menos cantidad de un quimico.

en otras industrias, el que se pare una banda o un horno, hace que toda un lote de mezcla se pierda. eso pasa mucho en el oil and gas en refinerías. un plastico no alcanza temperatura de dureza, color, etc. y se pueden perder miles de unidades por un evento transitorio, por que se fue la energía electrica. pérdida de extracción de miles de barriles de crudo.

o tambien en las mismas refinerias, como se manejan productos combustibles peligrosos, los sistemas automaticos tratan de apagarse asi tengan energía, es decir, si se va el control y la automatización, este apaga la fuerza. por ejemplo caso de una cuchilla de corte, si se le va el control trata de apagar para que la persona no se corte, y asi, todo para proteger las integridad de las instalaciones y de las personas, por que dejarlas encendidas puede ocasionar lesiones al personal, derrames de combustible, gases, etc. y hacer eso, puede ocasionar perdidas económicas del producto y de producción.

también esta el sector bancario, datos de transacciones, disponibilidad de tarjetas de crédito, cajeros, por ejemplo un conocido me comentó que el EBO, edificio banco de occidente tuvo una caída de energía en sus servidores, unos minutos, como 10, y eso fue una pérdida por transacciones en la bolsa, compras en establecimientos, retiros, en todo el pais, compras en dólares. etc. fue una suma casi inimaginable. conclusión eso no podía volver a pasar. eso es lo que da valor a estos equipos de misión critica y por eso se dice que las ups son las mejores, pero no en todos los casos es aplicable la ups, como por ejemplo el caso de conectarla a la nevera, una UPS de datacenter se quema con ese motor, al no ser una UPS de tipo industrial.

el tema de calidad de la energía, puede ser armónicos, ruido. ups es de disponibilidad de la energía. y otro tema es el de coordinación de aislamiento, que es la protección de dispositivos electrónicos ante sobretensiones en el sistema electrico.

Yo, de forma muy ignorante me compré esta UPS para mi computador y en ese entonces tenía un Ryzen 5 3600 y una RX 5700 y fuente de 550W. Al prender el computador normal pero al empezar a jugar la UPS empezaba a pitar y luego se me apagaba el compu.

Me compré esta APC de 1500VA, e incluso con un i9-12900K, 3080Ti y fuente de 850W aguanta al pelo cuando se va la luz incluso con 2 monitores conectados, al irse la luz, jugando la pantallita dice que aguanta 5-7 minutos, si dejo de jugar (me salgo del software del juego) pero mantengo los monitores prendidos sube a unos 12-14 minutos, ya finalmente si apago los monitores y dejo el PC prendido es capaz de aguantar unos 30-40 minutos. Todo esto según la pantallita de la UPS, nunca he probado como tal si esas duraciones son ciertas puesto son cortes de luz que duran varios segundos o unos pocos minutos y fue la razón por la que conseguí UPS en primer lugar.

La primera UPS que compré ahora está con el router de la casa y pa eso si creo que es más que suficiente.

COORDINACIÓN DE AISLAMIENTO, PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES

Las sobretensiones se clasifican en dos tipos

• Sobretensiones atmosfericas - BIL
• sobretensiones de maniobra (conmutación) - SWIL

las sobretensiones atmosféricas o de rayo, son de frente rápido. y las sobretensiones de frente lento son las de maniobra. las maniobras son por ejemplo cuando se cierra un reconectador de la red, o un circuito con cañuelas. o como decia el compañero, cuando se abre la ducha o se prende la nevera y por un momento la iluminación brilla mas.

esto afecta en que los aislamientos de los cables para esos dos tipos de onda se comporten diferente. y los aislamientos de los demás equipos del sistema eléctrico. para las tipo rayo se los aislamientos se les exige el BIL que el nivel basico de aislamiento, y para maniobra es el SWIL swiching insulation level.



y para probar los equipos ya se han creado dos tipos de onda estándar. y los equipos se especifican para un BIL y un SWIL



y el orden de la frecuencia es diferente para la forma de onda de estos dos efectos transitorios.



ONDA DE TENSIÓN 1.2/50 µs

Para probar los dispositivos se ha creado una onda tipo estandar de rayo, la onda 1.2/50 µs



CURVA CARACTERÍSTICA DE UN IMPULSO TIPO RAYO. SE USA PARA LA VERIFICACIÓN DE APARAMENTA LA CUAL DEBE RESISTIR SOBRETENSIONES DE TIPO ATMOSFÉRICO.
ESTA FORMA ESTÁNDAR ALCANZA SU VALOR PICO EN 1.2 µs, LUEGO DECAE A LA MITAD DE SU VALOR PICO EN 50 µs.



ONDA DE TENSIÓN 8/20 µs

CURVA CARACTERÍSTICA DE PRUEBA O GARANTIZADA DE PARA UN DESCARGADOR. LA CURVA 8/20 ES PARA EL EFECTO DE DESCARGAS INDIRECTAS Y OCASIONAN INDUCCIÓN DE SOBRETENSIONES.
ESTA FORMA ESTÁNDAR ALCANZA SU VALOR PICO EN 8 µs, LUEGO DECAE A LA MITAD DE SU VALOR PICO EN 50 µs.



ONDA DE PRUEBA 10/350 µs

ONDA DE PRUEBA DE DESCARGADORES DE SOBRETENSIÓN (D.P.S.) ANTE DESCARGA ATMOSFERICA DIRECTA.
ESTA FORMA ESTÁNDAR ALCANZA SU VALOR PICO EN 10 µs, LUEGO DECAE A LA MITAD DE SU VALOR PICO EN 350 µs.



Una onda tipo rayo es del orden de 1 megavoltio, 1 millon de voltios, y 50 kA o mas 50 mil amperios, y del orden 20 mil herz, 20 kHz.

esto podria quemar a cualquier equipo, por eso se utilizan los DPS descargadores. El descargador lleva a tierra la sobretensión excesiva




pero mientras funciona el DPS la otra tensión debe irse por los cables sin dañarlos.

para proteger bien los equipos, los ing electricistas hacen simulaciones transitorias para dimensionar los equipos de sobretensión y colocarlos en lugares claves el sistema eléctrico, para que no se dañen los equipos. son estudios transitorios o de coordinación de aislamiento.





y luego aplican diferentes eventos de rayo en las instalaciones






ya sean por impacto directo, indirecto o inducido.



la onda 1.2/50 µs es para impacto directo, y la 8/20 µs para impactos inducidos.




en el caso anterior no hay DPS, y muchos equipos se quemarían al pasar las curvas color rosa.

y cuando se incluyen dps en las simulaciones







En ese caso de simulación con DPS el sistema no se quemarían los equipos o cargas, por que no se exceden los valores a los de las tablas del post anterior, que son los permisibles del BIL y SWIL.

otras simulaciones sin DPS





Con DPS, se contrasta la diferencia

los dps se colocan dependiendo del tipo



Eastan los tipo estación o subestación que van a la red, y por su dureza, absorben aprox el 90% de la tensión y energía del rayo, que es la sobretensión mas comun de la red.



y luego en la instalación se van colocando otros tipos de dps. El hogar o la industria se va dividiendo por zonas:







se llaman ligting protection zone LPZ, asi se dividen las zonas de una edificación. en estas se colocan los dispositivos según la tabla del post, SPD1, SPD2, SPD3 según su clase, así se separan en los catálogos. o los tipo 1, tipo 2, o tipo 3.



y se van protegiendo estos equipos según el tipo de carga. la carga mas sensible son los de la LPZ03, de datacenters, que se usan los reguladores de voltaje y las regletas, supresores de picos. que vendrían en la zona 3, protección categoría 1. la LPZ0 es la exterior, donde están los postes, la calle y el apantallamiento, donde pueden caer los rayos.

ya por ultimo se seleccionan los DPS, o demás dispositivos de protección.

por ejemplo para la entrada de la red al edificio se utilizan estos


Estos descargadores de los MV del rayo dejan pasar unos cuantos kV a la instalación durante un evento transitorio. por ejemplo el anterior era para una red de MT de 34,5 KV.

y otros para tableros de baja tensión


Este es clase 1, o tipo 1, soporta hasta 50 kA del rayo, 10/350 ó 8/20 y se coloca en tableros de 230 V Fase-Fase, o 120 Fase - Neutro.

este otro se coloca en otro tipo de tableros



este es clase 1 y 2. para 10 kA. y puede soportar hasta 12 kJoules/kV

y se contrasta la energía que pasa por el mismo en simulaciones a ver si se quema.


cabe aclarar que en ese sistema se hizo una coordinación, se colocaron muchos dps en el sistema, en varias etapas, y muchos tableros, por eso cuando cae el rayo, las corrientes del mismo van a tierra por muchos DPS, y esa energía se drena por muchos puntos en el sistema. si son pocos o casi ninguno, la energía se va por un solo DPS, el de la red, o por los equipos conectados a tierra. que en ese caso se quemarían.





la diferencia entre clase y tipo, es la nomenclatura, una es IEC europa, y la otra IEEE america. eso depende de las normas del pais de fabricación pero se pueden hacer omologaciones al entender en donde van colocados.

Así como cuando te dictan una clase universitaria en un forito de internet

Gracias @'Wayne

Concuerdo con la wiki,

LuisFeGE dijo:

Buena sugerencia. ¿@wayne esa información está publicada en otro foro?

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es una materia de maestria que se llama "puesta a tierra y transitorios electromagnéticos". y la de ups es de instalaciones industriales de pregrado. aunque muchos fabricantes relacionan dicha información en sus catálogos y folletos, como los que pongo a su disposición en los adjuntos.

y este otro que no alcanzo a subir

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por otro lado yo le recomendaría mas instalar un dps de estos en su tablero




Y mirar si se puede colocar otro en el tablero general del edificio, administración.

con eso tiene una protección integral en su sistema


esos dos dps se comerían la mayor cantidad de sobretensiones de la red. y evitaria la compra de tanta regleta, regulador, ups.

de todas maneras el tener una ups o un regulador ya sería para equipos costosos, para algo puntual. y no tener muchos reguladores, o supresores por ahi.

para hacer el esquema, si es una urbanización sería
si se mira en el esquema, deberia ir un super dps en la entrada de la red




En el tablero general , o armario de medidores. colocar un dps tipo 1





y en el tablero de la casa uno tipo 2


el tipo 3 ya seria la regleta, supresor o regulador

lo otro que le recomiendo revisar es el sistema de puesta a tierra, dado que por mas dps, supresores instale, si no tiene un sistema de puesta a tierra, no tienen como disipar esas corrientes y energías. es decir quedan circulantes en su sistema, hasta que se quema algun equipo. dado que funcionaria como un sistema industrial aislado.


estas se revisa con un telurometro














y la realidad supera la ficción

Jdjinn dijo:

No tengo ni idea de instalaciones eléctricas , pero los vasitos con tierra la rompen !!! Más que las manillas antiestática de las que hablaba Don Gamers Nexus en un video hace ya un tiempito.

Sobre las preguntas planteadas por @LuisFeGE:
- ¿Qué tanto fluctúa la energía en ese sitio?
Con lo de la ducha eléctrica, la bomba de agua del edificio ( y quien sabe que más) diría que a diario tres veces como mínimo. Lo suficiente para provocar que el regulador al que está conectado el TV y otros dispositivos suene (como un switch que se reinicia).

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Eso es algo normal entre comillas. se podria solucionar con la UPS para el equipo puntual. ó de manera general en la bomba del edificio, colocar un arranque suave


o colocando un arranque estrella triangulo

Jdjinn dijo:

- ¿Los tomas tienen polo de tierra?
Puedo decir que los toma corriente son de 3 patas. Más allá de eso no tengo idea.

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Con un multimetro se verifica la tierra con otra parte metalica (de estructura) a ver si hay continuidad. se va mirando toma por toma. o en el tablero se miden las corrientes por tierra. con una pinza amp.

Jdjinn dijo:

1) el uso de un telurometro parece prometedor. Pero para hacer tal medición es necesario conseguir una empresa especializada?

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Si es cotizar, hay gente que hace las medidas, hay técnicos e ingenieros, que prestan ese servicio. es preguntar por el equipo que van a utilizar en la cotización, marca, modelo, y método de medida. y pedir certificados de calibración vigente.

si es caro o barato, es buscar ese mismo equipo y cotizarlo. sé que hay colegas que por la medida, casi cobran el valor del equipo. con eso puede saber que es caro. la mano de obra, no puede valer mas que los materiales, dicen eso en APU.

Jdjinn dijo:

2) el tablero del apto es el típico de switch color negro. Reinstalar uno con el DPS que planteas es solo cuestión de empalmar cables o requiere una intervención adicional? Podría una foto del tablero actual dar luces sobre la calidad y capacidad?

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Es colocar en una ranura disponible dicho aparato, o en una caja aparte. este se conecta en paralelo a los cables de entrada al tablero. la acometida. lo que hace es que las sobretensiones que entren por ahi. las lleva a tierra.

Jdjinn dijo:

El edificio tiene más de 30 años. Sobre el sistema dps instalados no tengo la más remota idea. Tendré que preguntar en administración aunque dudo que tengan la info precisa.

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eso toca hacer un levantamiento con personal calificado y certificado para evitar el riesgo de electrocución. y hacer un recorrido. y en caso que no tengan, y no creo, por que las constructoras se ahorran cada peso. colocan solo lo básico y necesario para que apenas funcione, toca mirar donde instalar, y luego, como instalar, y luego comprar. es comentar en reuniones de administración la problemática, y plantear una solución (con precios), para que el consejo y otros, lo vean viable.

Jdjinn dijo:

Y que supresor de picos y regulador son muy confiables?

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Lo que hay que revisar son las fichas técnicas de los equipos y comparar cual es mejor, y cual es la aplicación. por eso le explicaba de tipo 1, 2, y 3.


si son esos equipos que no tienen ficha técnica, es lo mas barato por vender. lo ideal s que sea de marca, algo Schneider al menos. por que eso pollito es de china, y no garantiza nada, eso es la ferretería, almacén por vender algo que medio funcione y facturen ventas a diario.

Jdjinn dijo:

No tengo ni idea de instalaciones eléctricas , pero los vasitos con tierra la rompen !!! Más que las manillas antiestática de las que hablaba Don Gamers Nexus en un video hace ya un tiempito.

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Tengo entendido que cuando se manipulan procesadores o electronica sencible se debe usar esto. que es para que la estatica, carga elecrtrica que tiene acumulada la persona lleve a tierra. pero eso es para la gente que se dedica a hacer esas reparaciones, de electronica. y usa un tapete tambien