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Seguridad: proteger las viviendas de sobretensiones eléctricas

Con la advertencia de los expertos sobre el aumento de los relámpagos debido al cambio climático, Simon Buddle se pronuncia acerca de la protección contra sobretensiones de redes y sistemas de baja tensión en viviendas.

Históricamente, el clima en Europa ha sido por lo general moderado. En el verano del 1976, el Reino Unido llegó a temperaturas por encima de los 30 oC durante dos semanas. Yo me pase el verano recogiendo fresas (o mejor dicho, comiendomelas) y flotando en una cámara de aire de camión en el río local. La vida no es mucho mejor. En aquel entonces, esto fue una excepción. Actualmente, los eventos climáticos extremos se han convertido en un fenómeno frecuente. Las inundaciones en el oeste de Alemania el año pasado fueron un ejemplo trágico y obvio de ello. Parece que las tormentas fuertes son mucho más frecuentes hoy en día. Y con ellas, el riesgo de relámpagos. Los relámpagos, a su vez, conllevan un riesgo muy real de dañar los sistemas eléctricos y las viviendas.

Según los expertos de la Universidad de California, Berkelex, cada grado centígrado que aumenta la temperatura global conllevará un aumento de un 12 % en la frecuencia de relámpagos.

Si el relámpago cae directamente encima de la vivienda, no podemos hacer mucho, así es la fuerza destructiva del relámpago. Sin embargo, si el relámpago cae en el suelo, puede viajar a través de tubos o cableado externo hacia la vivienda, en este caso, un dispositivo de protección contra sobretensiones (SPD, por sus siglas en inglés) salvaría la instalación eléctrica. En el Reino Unido, esto ha sido reconocido y aplicado en la última enmienda de las Regulaciones de cableado.

Regulaciones de cableado

Las Regulaciones de cableado BS7671: Enmienda 2: en 2022 se ha sustituido la Regulación 443.4 sobre el control de sobretensiones por las Regulaciones 443.4.1 y 443.4.2. Se describen de la siguiente manera:

443.4.1 Sobretensiones transitorias debidas a relámpagos indirectos

Se debe proporcionar protección contra sobretensiones transitorias donde la consecuencia causada por la sobretensión pueda resultar en:

• Lesiones graves o la muerte de personas.

• Fallo de un servicio de seguridad, como se define en la Parte 2.

• Pérdida económica o de datos significativa.

Para los demás casos, se debe proporcionar protección contra sobretensiones transitorias a menos que el propietario de la instalación declare que no se requiere debido a que se puede tolerar cualquier pérdida o daño y este acepte el riesgo de daños al equipo y cualquier pérdida. Nota: La Parte 2 define un dispositivo de seguridad como «un sistema eléctrico para equipos eléctricos proporcionado para proteger o advertir a las personas en el evento de un peligro, o esencial para su evacuación de una ubicación».

443.4.2 Sobretensiones transitorias causadas por equipos

La protección contra sobretensiones se debe considerar en el caso de equipos que tengan probabilidad de producir sobretensiones de conexión o interferencias que excedan la tensión nominal de impulso aplicable de acuerdo con la tabla 443.2, por ejemplo, donde equipos inductivos o capacitivos como motores, transformadores, baterías de condensadores, unidades de almacenamiento o cargas de alta tensión estén instalados.

Las Regulaciones de cableado IET es la norma nacional que deben cumplir todos los cableados domésticos e industriales en el Reino Unido.

Seguridad de cuadros de distribución KNX

La clave para cualquier persona que esté construyendo e instalando un cuadro de distribución es que la 443.4.1 declara que, «en todos los demás casos, se debe proporcionar protección, a menos que el propietario declare que no se requiere este tipo de protección debido a que cualquier pérdida es tolerable».

Por lo tanto, fuera de las tres áreas definidas, los SPD deben ser montados, aunque sean excluidos expresamente por el propietario de la instalación.

Esto hace que nuestro mundo se simplifique de forma impresionante. Montamos SPD en los cuadros de distribución KNX. Naturalmente, alguien puede argumentar que esto debería realizarlo el electricista en la unidad del consumidor principal, y puede que tenga razón. Sin embargo, por el coste del SPD, me gustaría proteger mi instalación del panel y el equipo dentro del mismo.

Como profesionales KNX, debemos considerar la protección contra sobretensiones en dos áreas: fuente de alimentación entrante 230 V y bus KNX. Dentro del cuadro de distribución KNX, la principal fuente de alimentación entrante se debe proteger. Independientemente de si es monofásica o trifásica, hay muchas opciones disponibles. Los SPD son de tres tipos distintos:

• SPD de tipo 1 instalado en la fuente, p. ej., el cuadro de distribución principal.

• SPD de tipo 2 instalado en los subcuadros de distribución

(Están disponibles SPD combinados de tipo 1 y 2, y se instalan generalmente en unidades de consumidor).

• SPD de tipo 3 instalado cerca de la carga protegida. Estos solo deben instalarse como un suplemento del SPD de tipo 2.

Debemos utilizar dispositivos de tipo 2.

Recuerde que la tarea del SPD es proteger contra picos de sobretensión que entran en el suministro eléctrico. Estos picos de tensión pueden ser de cientos de voltios. El SPD es un varistor que reacciona a la tensión excesiva. Si la tensión excede los 250 V, el varistor se enciende casi instantáneamente y pone a tierra el pico de tensión protegiendo así la instalación eléctrica. Es importante utilizar los tamaños de cable correctos de la conexión SPD a tierra de 6 mm o 10 mm (dependiendo del sistema). Los SPD se desgastan a lo largo del tiempo y normalmente disponen de un indicador verde y rojo que permite comprobar visualmente su estado. Esta comprobación se debe añadir a la lista de las comprobaciones de mantenimiento.

SPD de bus KNX

Mientras las tensiones en el bus son mucho más pequeñas, la tensión inducida o los picos todavía pueden provocar daños a los actuadores conectados al bus. Tanto DEHN como ABB hacen SPD que se pueden conectar con el bus.

El ABB OVR KNX (SPD/S1.1) es un protector de sobretensiones montado en un raíl DIN para sistemas de bus KNX (fuente de la imagen: ABB)
El descargador de sobretensiones DEHN ahorra espacio gracias al diseño del terminal de bus KNX (fuente de la imagen: DEHN).

Conclusión

Una de las grandes satisfacciones de KNX es la arquitectura de sistema modular abierto, pero, con ella, el cableado se interconecta a nivel de tensión de red y tensión en el bus. La protección de la instalación, la inversión del cliente y nuestro trabajo intenso deben ser un prerrequisito para una buena instalación. Con la nueva enmienda en las regulaciones de cableado en el Reino Unido, la protección contra sobretensiones ahora es un requisito para la alimentación de red, a menos que el cliente declare explícitamente que no es necesaria. Vivimos en un mundo donde los riesgos están aumentando y, en mi opinión, añadir un SPD es dinero bien invertido. Este se incluirá en todos los presupuestos.

Simon Buddle, CEng MIET, es consultor en Future Ready Homes y especialista en diseño de sistemas de servicios BMS y ELV.

www.futurereadyhomes.com

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