Los dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD) son componentes esenciales para proteger los sistemas eléctricos de picos de tensión y sobretensiones. Sin embargo, como cualquier otro dispositivo, los SPD pueden fallar. Comprender los modos de fallo de los SPD (circuito abierto y cortocircuito) es esencial para garantizar la protección continua y la fiabilidad del sistema.
Falla de circuito abierto en los SPD
La falla de circuito abierto es un modo común de falla en los SPD, particularmente aquellos con varistores. Este tipo de falla ocurre típicamente debido al proceso de envejecimiento natural o a mecanismos de protección térmica. Cuando un SPD llega al final de su vida útil, se activa un seccionador interno, lo que lo deja inoperativo. Este seccionador está diseñado para desactivar el SPD y evitar daños adicionales.
En los SPD con tubos de descarga de gas, también se pueden utilizar desconectores internos (protección térmica) para proteger contra el sobrecalentamiento anormal causado por corrientes de seguimiento o sobretensiones inesperadas. Es importante tener en cuenta que el descontrol térmico, una causa común de falla en los SPD basados en varistores, no se aplica a los SPD con tubos de descarga de gas o descargadores de chispas encapsulados.
Un dispositivo de protección contra chispas (SPD, por sus siglas en inglés) puede fallar en modo de circuito abierto cuando ya no puede encender un arco debido al desgaste de los electrodos o a un circuito de encendido electrónico defectuoso. En este estado, el SPD se abre permanentemente y deja el sistema desprotegido.
Por qué es difícil detectar una falla de circuito abierto
Uno de los desafíos de las fallas de circuito abierto es que a menudo pasan desapercibidas. Dado que el SPD ya no está operativo, el sistema permanece desprotegido, pero no hay señales inmediatas de falla. Para solucionar esto, se recomiendan los SPD con funciones de indicación de falla. Estos indicadores alertan a los usuarios cuando un SPD ha fallado, lo que garantiza un reemplazo oportuno antes del próximo evento de sobretensión.
Falla de cortocircuito en los SPD
La falla por cortocircuito es otro modo de falla crítica que puede tener consecuencias graves. Este tipo de falla puede ser causada por una sobretensión anormal sostenida (TOV) o fallas en el sistema de distribución, como la conmutación de neutro/fase o la desconexión del neutro. Además, las sobretensiones con niveles de energía inesperados también pueden provocar fallas por cortocircuito.
Cuando un SPD falla en modo de cortocircuito, el sistema se ve afectado significativamente. La corriente de cortocircuito fluye a través del SPD averiado, lo que puede causar una disipación excesiva de energía y peligros de incendio. Para mitigar este riesgo, los SPD deben someterse a pruebas de capacidad de resistencia a cortocircuitos, como se describe en la norma IEC 61643-11.
El papel de los dispositivos de protección contra sobrecorriente
Para brindar mayor protección contra fallas por cortocircuito, a menudo se utilizan dispositivos de protección contra sobrecorriente externos, como fusibles, disyuntores o RCD, junto con los SPD. Estos dispositivos actúan como protección de respaldo, interrumpiendo la corriente de cortocircuito y evitando posibles riesgos de incendio.
Cumplimiento de las normas IEC 61643-11
La norma IEC 61643-11 proporciona directrices completas para probar y verificar los modos de falla de los SPD. Establece que los SPD deben tener desconectores (internos, externos o ambos) para garantizar un funcionamiento seguro. Además, la norma requiere que el funcionamiento de estos desconectores se indique mediante un indicador de estado correspondiente.
Dispositivos de protección térmica y extinción de arcos
La protección térmica es una característica fundamental de los SPD, diseñada para evitar el sobrecalentamiento debido a la degradación o el exceso de tensión. Sin embargo, esta prueba no se realiza en los SPD que contienen solo componentes de conmutación de tensión y/o dispositivos ABD.
Para mayor seguridad, algunos SPD están equipados con dispositivos de extinción de arco. Porsurge patentó la desconexión permanente y segura del sistema de energía, cortando el arco de CA/cortocircuito para evitar el riesgo de incendio.
Conclusión
Comprender los modos de falla de los SPD (circuito abierto y cortocircuito) es fundamental para mantener la protección del sistema y prevenir posibles peligros. Al cumplir con las normas IEC 61643-11 e incorporar características como protección térmica y dispositivos de extinción de arcos, los SPD pueden brindar protección confiable y duradera contra sobretensiones y picos de voltaje.
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