Efectos de las sobretensiones en los sistemas y dispositivos de energía.
Las sobretensiones se producen en las redes eléctricas debido a factores que influyen tanto en el interior como en el exterior. El estrés de voltaje causado por sobretensiones puede causar daños a los cables y dispositivos conectados a la red.
Las sobretensiones o picos de energía representan un riesgo importante para los sistemas de energía y los equipos eléctricos. Estos aumentos repentinos de voltaje pueden provocar daños en el equipo, mal funcionamiento y fallas del sistema. Comprender las causas y los efectos de las sobretensiones es fundamental para implementar medidas de protección y garantizar el funcionamiento confiable de los sistemas eléctricos.
Causas de los brotes
Las sobretensiones en los sistemas eléctricos que exceden los límites de voltaje estándar surgen de rayos, operaciones de conmutación, fallas, cortocircuitos y cambios rápidos de carga. Las sobretensiones relacionadas con rayos, las operaciones de conmutación y los cambios repentinos de carga pueden contribuir a las sobretensiones transitorias, lo que resalta la importancia del diseño integral del sistema para una mitigación y protección efectivas.
La caída de rayos
- Los rayos son una de las causas más comunes de sobretensiones.
- Los picos de voltaje causados por rayos pueden penetrar directamente en las líneas eléctricas o inducir voltaje en los conductores vecinos, provocando sobretensiones temporales.
Operaciones de conmutación
- Las operaciones de conmutación, como la operación de disyuntores, pueden producir sobretensiones temporales.
- Los cambios rápidos en los circuitos, incluidos los interruptores de apertura o cierre, pueden provocar picos de voltaje que excedan los niveles operativos normales.
Errores y cortocircuitos.
- Los fallos y cortocircuitos en las redes eléctricas pueden provocar sobretensiones.
- En caso de fallo, la interrupción repentina del flujo de corriente puede provocar picos de tensión y sobretensiones.
Subir cambios
- Los cambios rápidos de carga, como el apagado repentino de cargas grandes, pueden provocar picos de tensión.
- Quitar o agregar cargas repentinamente puede causar fluctuaciones de voltaje y sobretensiones temporales.
Efectos de los brotes
Los aumentos repentinos en los sistemas eléctricos pueden tener consecuencias de gran alcance. Sobrecargan los equipos y provocan fallos prematuros y tiempos de inactividad. La rotura del aislamiento supone un riesgo para la seguridad. Los dispositivos sensibles al voltaje experimentan fallas que afectan su funcionamiento. La inestabilidad del sistema provoca cortes y cortes del servicio. Para evitar daños y garantizar la confiabilidad, la reducción de riesgos es crucial.
Daño al equipo
- Las sobretensiones pueden causar daños importantes a los dispositivos eléctricos.
- Los niveles excesivos de voltaje pueden sobrecargar los sistemas de aislamiento y causar fallas en el aislamiento, cortocircuitos y fallas en los equipos.
Vida útil reducida del equipo
- Las sobretensiones pueden acelerar el envejecimiento y deterioro de los aparatos eléctricos.
- Los altos voltajes pueden dañar los materiales aislantes, lo que provoca fallas prematuras del equipo y una vida útil reducida.
Interrupciones operativas
- Las sobretensiones pueden alterar el funcionamiento normal de los sistemas eléctricos y las redes eléctricas.
- El mal funcionamiento de los equipos y las fallas del sistema debido a sobretensiones pueden provocar cortes de energía, tiempo de inactividad e ineficiencias operativas.
Riesgos de seguridad
- Las sobretensiones suponen un riesgo para la seguridad del personal que trabaja en o cerca de equipos eléctricos.
- Los picos de tensión pueden provocar descargas eléctricas, incendios y otras situaciones peligrosas, poniendo en riesgo la seguridad de las personas.
Impacto económico
- Las sobretensiones pueden provocar importantes pérdidas económicas a las empresas y a los servicios públicos.
- Las reparaciones de equipos, los costos de reemplazo y las interrupciones operativas debido a sobretensiones pueden tener un impacto económico significativo.
Brotes externos
- Rayo directo
- Cerca de la “línea de impacto lateral” se producen sobretensiones inducidas electromagnéticamente por la caída de rayos.
- Los cambios atmosféricos a lo largo de la línea inducen tensiones.
- Los voltajes inducidos electrostáticamente se deben a la presencia de nubes cargadas cercanas.
- Las sobretensiones inducidas electrostáticamente surgen de los efectos de fricción de pequeñas partículas, como polvo o nieve seca, en la atmósfera o de cambios en la altura de la línea.
Medidas de mitigación y protección
Para mitigar los riesgos de sobretensiones en los sistemas eléctricos, es esencial un enfoque multifacético de las medidas de protección. Los reguladores de voltaje desempeñan un papel clave en el mantenimiento de los niveles de voltaje dentro de los límites permitidos. Los descargadores de sobretensiones protegen contra picos de voltaje transitorios al proporcionar una ruta de baja impedancia para el exceso de energía. La coordinación adecuada de la conexión a tierra y el aislamiento evita aumentos de voltaje no deseados. Los sistemas de monitorización modernos permiten una detección en tiempo real y, por tanto, una intervención rápida. El uso de una estrategia integral de estas medidas de mitigación garantiza la resiliencia de la infraestructura eléctrica y reduce el potencial de impactos disruptivos.
Dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD)
- Para la protección contra sobretensiones se utilizan a menudo dispositivos de protección contra sobretensiones, como los descargadores de sobretensiones.
- Los SPD desvían los picos de voltaje excesivos a tierra, evitando que lleguen a equipos sensibles.
Regulación y control de voltaje.
- Medidas adecuadas para la regulación y el control de la tensión pueden reducir el riesgo de sobretensión.
- Mantener los niveles de voltaje dentro de límites aceptables mediante monitoreo, reguladores automáticos de voltaje (AVR) e interruptores de grifo puede evitar sobretensiones.
Coordinación de aislamiento
- Para prevenir brotes, es esencial una adecuada coordinación del aislamiento.
- La selección y aplicación adecuadas de los sistemas de aislamiento, teniendo en cuenta los niveles de voltaje, pueden mejorar el aislamiento de los equipos y resistir las sobretensiones.
Puesta a tierra y conexión
- Los procedimientos eficaces de conexión a tierra y unión son esenciales para gestionar los riesgos de sobretensión.
- Los sistemas de conexión a tierra adecuados reducen los efectos de las sobretensiones y proporcionan una forma de disipar las corrientes residuales de forma segura.
Conclusión
Comprender las causas y efectos de las sobretensiones en las redes eléctricas es fundamental para implementar medidas de protección y garantizar el funcionamiento confiable de la infraestructura eléctrica. Las principales causas de las sobretensiones son las caídas de rayos, las conmutaciones, las averías, las conmutaciones de las baterías de condensadores y los cambios de carga.
Estos brotes pueden dañar los equipos, reducir su vida útil, provocar interrupciones operativas, plantear riesgos de seguridad y tener consecuencias económicas. Al utilizar dispositivos de protección contra sobretensiones, implementar medidas de regulación de voltaje, mejorar la coordinación del aislamiento y seguir procedimientos adecuados de conexión a tierra y unión, los sistemas de energía pueden mitigar los riesgos asociados con las sobretensiones, proteger los equipos y garantizar la continuidad de la energía.
Preguntas frecuentes
¿Cuáles son los componentes importantes de los circuitos electrónicos?
Los componentes son las piezas o elementos utilizados en los circuitos electrónicos para realizar funciones específicas, como resistencias, condensadores, diodos, transistores y transformadores.
¿Cómo previene la protección contra sobrecorriente daños a los dispositivos eléctricos?
La protección contra sobrecorriente protege los dispositivos eléctricos deteniendo el flujo de corriente cuando excede un límite seguro. Esto evita el sobrecalentamiento y posibles daños al dispositivo.
¿Cuál es la diferencia entre protección contra sobretensión y protección contra sobrecorriente?
La protección contra sobretensión y la protección contra sobrecorriente tienen diferentes propósitos. La protección contra sobretensión previene daños por picos de voltaje, mientras que la protección contra sobrecorriente protege contra el flujo excesivo de corriente.
¿Cuál es la tolerancia máxima al calor de los componentes electrónicos?
La tolerancia al calor de los componentes electrónicos se refiere a la temperatura máxima que la pieza puede soportar de manera segura sin causar mal funcionamiento o daños. Este valor varía según la pieza y normalmente se puede encontrar en la ficha técnica.
¿Cómo regula una fuente de alimentación la tensión de alimentación de los dispositivos electrónicos?
Una fuente de alimentación regula el voltaje de suministro convirtiendo el voltaje de entrada al voltaje de salida deseado utilizando varios métodos, como transformadores y reguladores de voltaje. Esto garantiza que los dispositivos electrónicos reciban una fuente de alimentación estable y constante dentro del rango de voltaje especificado.
