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La Verdad Del Asunto

Se ha vuelto muy difícil la selección de los dispositivos de

Protección contra Sobretensiones más confiables y

rentables del mercado.

Hacer la selección correcta debe ser fácil, y con un conocimiento

suficiente y algo de sentido común, se puede lograr.

La siguiente es una colección de temas relacionados con la

Supresión de Tensión Transitoria presentada en un

formato que es conciso y preciso.

MCG Surge Protection • 12 Burt Drive • Deer Park, NY 11729 • WWW.MCGSURGE.COM • Teléfono (631) 586-5125 • 1-800-851-1508

MC

G S

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GE

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http://www.mcgsurge.com/

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Contenidos

Preguntas Frecuentes Sobre la Protección Contra Sobretensiones

Consideraciones sobre los Rayos y los Transitorios

Anatomía de un rayo

Justificación Económica de la Protección Contra Sobretensiones

Protección contra Sobretensiones Generalidades

Recomendaciones de Protección del Sistema

Sugerencia “Hoja de Comparación de Productos”

Temas Importantes que usted necesita considerar

Capacidad de Corriente Pico

Normas de Protección

“El Paso de” la Tensión – ¿Puede ser Reducida?

“El Paso de” la Tensión - Consideraciones del tamaño del cable

Concepto Micro-Z – Para un Mejor Rendimiento

Las caídas de tensión a lo largo de cableado de alimentación

Tensión AC Alta - Requiere Varias Estrategias

Otros Temas Importantes

Fusible y estrategias de desconexión térmica

Redundancia – Verdad vs Falsa Redundancia

Consideraciones de diseño modular y problemas

Monitoreo y Diagnóstico

Expectativa de vida

Factores Ambientales

Cajas - NEMA

Notas de Instalación

Instalación: Preguntas y Respuestas

Diagramas de Cableado / Conexión de Fases

Consideraciones del interruptor de desconexión de Seguridad

Tierra – El Concepto de un Solo Punto

Ideas Promovidas de Mérito Cuestionable

Rastreo de Onda Sinusoidal y Filtrado EMI/RFI

Circuito de Protección Híbrido

Equipo de Prueba – Útil o Ilusión

Al Observar la Escena que Pasa

Tecnología Abierta - ¿Porque Tanto Secreto?

Publicidad – Usos exóticos del Idioma Inglés

Normas

Normas – Industria y Seguridad

ANSI C62.41-2002 Formas de Onda

Glosario de Términos Técnicos

Garantía

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Preguntas Frecuentes Sobre la Protección Contra Sobretensiones

Por qué la Protección contra Sobretensiones

La enorme proliferación de la utilización de equipos electrónicos

sensibles, sensibles en virtud del circuito que tiene literalmente

millones de transistores en un solo chip, predispone a cualquier

discusión sobre la necesidad de protección contra sobretensiones.

Existen circuitos cada vez más vulnerables a un entorno que es

extremadamente hostil. Se somete diariamente a sobretensiones

potencialmente perturbadoras y destructivas de los accidentes

industriales, de conmutación de la red de servicios públicos, y, por

supuesto, la caída de rayos. La defensa más lógica y rentable es la

protección contra sobretensiones. Para servir mejor sus

necesidades, se define lo que se quiere lograr:

•Para los apagones, los picos y los valles, se elige una UPS.

•Para proteger un UPS, elegir un protector contra sobretensiones.

•Para paros o daños por sobretensiones, elegir un protector contra

sobretensiones.

•En caso de daños de puertos de I/O, elegir un protector de línea

de datos.

¿Cuál es el tamaño apropiado del protector?

Una sobretensión que entra fácilmente en una instalación, esta se

disipará subdividiéndose en todo el sistema de distribución de

energía del edificio.

La capacidad de un protector contra sobretensiones está

determinada por su previa ubicación. En el punto de entrada de la

energía contenida en el aumento está en un máximo.

Desplegándose en su viaje a través del sistema, habrá una menor

magnitud a cada panel de ramal encontrado. Finalmente, la menor

cantidad de corriente de sobrecarga dañina será experimentada por

los medios profundos en el sistema.

Los protectores MCG van desde los puntos de los protectores del

panel de servicio de entrada a los de bajo perfil de protección para

equipos internos.

¿Por qué Protección contra sobretensiones por MCG?

MCG Surge Protection desde 1967 se ha especializado en el

diseño, desarrollo y fabricación de protecciones contra rayo de alta

magnitud, sobretensiones y los dispositivos de protección contra

sobretensiones transitorias. MCG fue pionera en muchas de las

innovaciones que son hoy en día un lugar común, como la

modularidad, la redundancia, muy baja impedancia, cable "Micro-

Z ", extensos diagnósticos locales para facilitar el servicio, la

supervisión de eventos, alarma sonora, etc.

Un muy buen protector contra sobretensiones es uno que funciona

bien y dura mucho tiempo. El DPS (Dispositivos de protección

contra sobretensiones) deben tener una protección redundante, ser

de diseño modular, un precio razonable y venir con un antes y

después “soporte de ventas”.

¿Cómo elijo un protector contra sobretensiones?

El diseñador y al usuario de un DPS tiene la poco envidiable tarea

de buscar entre los muchos y muy variados datos de rendimiento de

los fabricantes de supresión de sobretensiones. Una de ellas sería

prudente cuestionar afirmaciones del "mundo real" no realistas o no.

Los datos de las especificaciones deben ser documentados y más

fundamentadas con pruebas tales como rastros de alcance que

verifiquen las pruebas en contra de las formas de onda definidas. La

divulgación de la tecnología debe insistirse y los fabricantes tímidos

deben ser considerados sospechosos.

¿Cómo funciona un DPS?

Supresión de sobretensiones transitorias y las sobretensiones se

logra mediante el uso de varistores de óxido metálico (MOV),

instalados en derivación con las líneas de corriente alterna. El MOV,

en condiciones normales, es la representación de un elemento de alta

resistencia que es prácticamente invisible en la línea. Cualquier

transitorio que exceda el umbral (típicamente 125% del valor

nominal) hará que la resistencia del MOV caiga rápidamente (en

nanosegundos) para proporcionar un camino muy deseable para el

exceso de corriente de sobretensión. Un DPS efectivo desviará

transitorios perjudiciales inofensivamente lejos de la carga sensible

a la velocidad de nanosegundos.

Cuando ocurre un evento y la supresión tiene lugar, un remanente o

"El paso de" la tensión será lo que el equipo protegido verá.

Obviamente, es deseable limitar este voltaje a un nivel bajo. Un

factor importante en el logro de esto es la reducción de la

impedancia a la sobretensión. Aquí es donde brilla MCG.

¿Qué significa exactamente "Micro-Z"?

Cualquier impedancia entre la línea de alimentación y tierra inhibirá

la desviación de corriente transitoria a tierra. Dos condiciones son

necesarias para que una distracción aumento sea eficaz:

1.) Mantenga la impedancia “baja” de los cables de conexión del

DPS a la línea de alimentación de AC al hacer el cableado

corto y directo. Revista todos los cables firmemente juntos y

pegue el cable en toda la longitud del recorrido de alambre. El

cableado bien construido Micro-Z propio de MCG tiene un

50% menos caída que el cableado convencional.

2.) La impedancia interna del DPS debe reducirse mediante una

cuidadosa atención al diseño. Los circuitos internos y el cable

Micro-Z patentados de MCG han sido diseñados para crear un

camino de baja impedancia facilitando el camino a través del

dispositivo de protección que significativamente reduce

recursos de la caída de tensión en el cableado interno del DPS.

(cont en p.4)




La combinación de los beneficios de una impedancia interna en un

DPS se reduce con una conexión de baja impedancia a la fuente de

AC esto permite a MCG utilizar varistores de óxido metálico de

tensiones más altas sin sacrificio en el rendimiento de supresor de

sobretensiones. El espacio libre adicional por encima del +/- 10%

de la tensión de línea de potencia nominal se traduce en una mayor

vida útil del DPS.

Tiempo de respuesta - ¿Cuán rápido debe ser?

Las reclamaciones se hacen de menos de un nanosegundo de

respuesta (y de vez en cuando) menos de un picosegundo para fijar

un transitorio. Esto debe llevar a una reflexión. Un nanosegundo es

una mil millonésima parte de un segundo. WOW! ¿Cómo se mide

físicamente esta velocidad para verificar el reclamo? Una mirada a

la literatura publicada por los fabricantes de MOV muestran estos

números, pero la lectura adicional revelará que se basan en el

elemento MOV operando en ambientes de menos plomo, coaxiales.

MUNDOS NO REALES. Es de sentido común que el MOV

colocado en un DPS debe tener derivaciones a la línea de

alimentación y la inductancia resultante hace que los tiempos de

respuesta de demandas sean poco realistas. Organizaciones como

NEMA y Underwriters Laboratories (UL) han optado por ignorar

esta especificación completamente de aquí que los MOV tienen

tiempos de respuesta de 100 a 1000 veces más rápido que

cualquier transitorio que probablemente encuentre.

¿Cuál es la diferencia entre el umbral de tensión y

tensión residual?

El Umbral de tensión es el punto en el que un DPS conduce cuando

1mA de la corriente está siendo enviado a la entrada. Por sí mismo,

está incompleto como criterio de desempeño. La tensión residual es

la medida, con un osciloscopio, se aplican las Normas de prueba de

las formas de onda en los terminales del DPS, tales como las

definidas por ANSI / IEEE C62.41-2002.

Las Normas Underwriters Laboratories UL 1449, 2nd Ed.

establece rangos de supresión para comparar los DPS. Las unidades

de DPS se prueban a 6000V, 500Amps (forma de onda 8x20us) y

se mide la tensión de SVR. A modo de ejemplo: una gama UL

establecida es de 400 voltios. Si los resultados del DPS fueron 340

voltios y otro a 390 voltios, UL clasifica ambos como unidades de

400 voltios, teniendo en cuenta que la calificación UL es una gama.

Los niveles de supresión "reales" deben tenerse en cuenta al

comparar los DPS.

¿Qué debo saber sobre Absorción de Energía?

Un varistor de óxido metálico desvía, absorbe y disipa la

energía de un transitorio. De ello se desprende que esta

actividad debe ser medida en unidades de energía (julios).

Julios, como una medida del rendimiento del DPS, puede ser

útil cuando se comparan las unidades que emplean tecnología

MOV.

Más julios generalmente se traduce en una mayor vida útil de

diseño. Sin embargo, un fabricante debe justificar los datos

publicados.

Si un protector contra sobretensiones tiene una calificación de 4000

julios, (8x20us) y otro tiene una calificación de 2000 julios

(8x20us), entonces el protector de 4000 julios tiene una esperanza

de vida útil 10 veces mayor que la del segundo protector. Los

Julios importan!

¿Qué significa "Corriente de sobretensión" (8x20us)

realmente en una hoja de datos de MCG?

Estas son calificaciones de vida. Para ilustrar, tomemos la

calificación final de 10.000 impulsos a un nivel 5000A. Esto

indica que el DPS puede desviar un transitorio de 5000

Amperios, diez mil veces. Esto se traduce en la supresión de

un transitorio 5000 Amp diariamente (festivos incluidos) de

27,4 años. No está nada mal! ¿Cuál es la probabilidad de que

ocurra? Muy improbable. Por consiguiente la vida del DPS

será muy larga.

¿Qué se entiende por "Modos de Protección"?

Los modos de protección son elementos del MOV conectados de

línea a neutro, línea a línea, línea a tierra y neutro a tierra. Para un

sistema en estrella, esto es 3-línea a neutro, 3-línea a tierra y 1-

neutro a tierra, o 7 modos de protección.

Seguimiento de la onda sinusoidal - ¿real o mito?

Ambos, realmente

El objetivo es eliminar el "ruido" eléctrico y esto generalmente se

logra mediante la adición de condensadores a los circuitos de

protección. El ruido eléctrico en general es de origen local

(fotocopiadoras, luces fluorescentes, aspiradoras, ascensores, etc.),

el lugar real de resolver eficazmente este problema es a nivel de

equipo. La protección contra el ruido en el lugar de entrada de la

casa ("antes de que el ruido") parece ser algo de un mito.




Anatomía de un Rayo

Lo Que Se Puede Esperar*

Su primera línea de defensa - Protección de entrada del edificio

Una de las mayores corrientes transitorias de rayos registrados fue 210kA con una duración de decenas de

nanosegundos. Por el momento, la mayor amenaza para los equipos sensibles son los rayos que impactan las líneas de

energía eléctrica con líneas aéreas que luego generan un transitorio en una instalación.

Su segunda línea de defensa

Otras fuentes muy comunes de los picos de voltaje transitorio que ocurren en lo profundo de un edificio son

causadas por ascensores, fotocopiadoras, aparatos de aire acondicionado, soldadores de arco, etc. un protector

contra sobretensiones de dimensiones adecuadas ubicado en el panel secundario suprime de manera muy eficaz

los transitorios generados localmente. Cualquier de las tensiones transitorias que llegan a un panel de servicio

protegido se limitarán a unos niveles seguros de tensión.

*Surge Protection: Dónde y Cuánto? - Dion Neri/MCG Electronics in EC&M, Mar. 1997, page 58.




Justificación Económica de la Protección

Contra Sobretensiones

Los DPS vienen en diferentes tamaños

Los DPS de entrada deben proporcionar una capacidad muy importante de desvío de la tensión, mientras

que un equipo dentro de un edificio puede equiparse con un protector mucho más pequeño para hacer frente

a los efectos del rayo residuales y los transitorios generados localmente.

Una descarga directa de rayo puede tener picos de corriente de hasta 200kA

Estos transitorios de amplitud muy alta generados por los rayos son, afortunadamente, relativamente pocos.

Estos posibles - pero algo improbables eventos - deben ser tomados en serio en los sitios que tengan un

historial de descargas directas, descargas cercanas a torres altas, descargas a las chimeneas industriales o

descargas en el estacionamiento. Estas situaciones requieren un dispositivo de protección contra

sobretensiones robusto y capaz en una forma rápida y fiable el desviar las tensiones muy grandes de forma

segura en el punto de entrada del edificio.

Afortunadamente, la mayoría de los rayos son de magnitud más moderada

Sin embargo, son mucho más frecuentes, con picos de tensión de 5kA a 20kA y extraordinariamente con

100kA de amplitud. Se ha estimado que un rayo cae sobre los 48 estados de USA con una frecuencia de 9 -

20 millones de descargas por año.

Otro factor a considerar es el costo económico asociado con el equipo dañado o

perturbado y la pérdida de capacidad de producción y la productividad del trabajador. Estos costos

inesperados en una instalación crítica, como los bancos, aeropuertos, fábricas, edificios de oficinas, etc.,

serían muchas veces superior al costo de los DPS más robustos. Un protector contra sobretensiones de alta

resistencia, que cuesta $ 3650, utilizando un cálculo de la vida a diez años (la vida real = 20 años en MCG),

proporcionará excelente protección contra sobretensiones de 24 horas a un costo de U$1.00 por día.

Protectores contra sobretensiones de menor tamaño se pueden emplear

más puntualmente dentro del edificio a un costo considerablemente

menor por día.



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Recomendaciones de Protección del Sistema

Este gráfico muestra un sistema de

distribución de energía típico dentro de un

edificio y sugiere el tamaño correcto de los

protectores a utilizar a lo largo.

Las Sobretensiones más graves (rayos,

conmutación de servicios públicos, etc.) son

los más probables que se encuentren en la

entrada del edificio o en el panel de

distribución.

En un lugar con probabilidad de rayo, los kVA

nominales del transformador de distribución al

servicio de la construcción, y el riesgo

financiero asociado con el tiempo de

inactividad se determina que la

recomendación adecuada de protección es

(160kA+). Consulte MCG para la evaluación

de la ingeniería.

En la zona media del edificio, los transitorios

adicionales son causados por el ciclismo o

apague, o la puesta en marcha y desconexión

de grandes cargas inductivas (por ejemplo,

ascensores y aparatos de aire acondicionado),

así como las operaciones de fusibles o

interruptores automáticos. Un protector de

sobretensión modular de tamaño medio (100 a

150kA), suspenderá la sobretensión en el

panel secundario, esta es una buena opción!.

En el panel de servicio local, muchas de las

sobrecargas son el resultado de la operación de

equipos de oficina, es decir, fotocopiadoras, la

iluminación fluorescente y aires

acondicionados. Un protector más pequeño de

la clase 80kA o 40kA es el más adecuado.

Para aplicaciones OEM, usar un protector de

sobretensiones de CA de tensión nominal de

10kA que incluya filtro de network dentro de

él.




Hoja de Comparación de Productos

Ubicación Entrada

Secund.

Local Panel MCG Competidor Comentarios

Modelo

Tensión Nominal (50/60/400Hz)

Servicio (Fase, Y/delta, etc.)

MCOV

Capacidad de rendimiento

Supresión de tensión: 3kA (8x20us)

Supresión de tensión: 10kA 8x20us)

V

V

Tiempo de respuesta

Energía (Julios) 8/20us

UL 1449 Listado (Incluidos los requerimient de Feb. 9th 2007)

--- --- No es un problema

DPS Vida (8x20) @ I Pico

1 Evento - NEMA LS-1 Nominal

10,000 Eventos

Diagnósticos

Contador de eventos transitorios

Contador LED del panel frontal

Indicadores LED internos

Indicadores de alarma audible

Capacidad de alarma remota

Seguridad

Fusible/MOV Coordinación

Desconexión térmica

Mantenimiento

Protección redundante

Módulos reemplazables y fusibles

Diseño de vida (mínimo)

Ambiental

Altitud de funcionamiento

Temperatura de funcionamiento

A

A

si

si

si

si

si

si

si

20 años

a 13,000 ft.

-40o a +70oC

Independiente, 3ra prueba.

Mecánico

Tipo de caja (NEMA 4, 12)

Dimensiones de Montaje

Peso del producto

Garantía

Reemplazo de unidades

Reemplazo de módulos y fusible

20 años

De por vida.




Capacidad de Tensión Pico ¿Cuánto se Necesita?

No hay una respuesta simple. El número de descargas de rayos que ocurren en los 48 estados de Estados Unidos

varía de 9 a 20 millones de relámpagos por año. Lo que visualmente parece ser un rayo puede ser hasta 2-23

impulsos separados, con diferentes tensiones de pico y formas de onda. La tensión pico (I peak) es la

especificación más visible que un DPS posee. Un tamaño de protector contra sobretensiones, ubicado en la

entrada del edificio, depende de la geografía, las características de la línea de alimentación y los riesgos

económicos que está dispuesto a aceptar. Protectores de sobretensión más pequeños se pueden utilizar de manera

eficaz en los paneles locales y secundarios. Una conversación de cinco minutos con un ingeniero de MCG puede

ahorrar horas de tiempo de diseño.

Las tensiones de descargas del rayo vienen en muchas magnitudes - desde pequeños hasta muy grandes

Naturalmente, de vez en cuando, se producirá una tensión de descarga de rayo en el rango de 200kA a 300kA.

Sin embargo, la gran mayoría de las tensiones pico se producirá a partir de 5kA 20kA. En los EE.UU., las

oficinas de centrales telefónicas han estandarizado con éxito los protectores de sobretensión con 20kA, con tipo

de onda 8/20us. ¿Dónde caerá un rayo? es impredecible. Lugares tales como campos abiertos, campos de golf,

montañas, edificios altos, torres, chimeneas industriales y muy frecuentemente, líneas eléctricas aéreas. La

mayor amenaza, por el momento, a los equipos vendrá de la caída de rayos a las líneas eléctricas.

¿Cómo se define un rayo?

Los ingenieros eléctricos y físicos de EE.UU., Europa y Asia han definido tener amplitudes y formas de onda

definidas para modelar los parámetros del rayo. Los factores considerados fueron: la geografía, los sistemas de

poder existentes y las experiencias de las personas en los campos. Para la entrada del edificio, el Grupo de

normas IEC se posó en una forma de onda 10/350us, mientras que el grupo IEEE (ANSI C62.41 después) se

instaló en la forma de onda 8/20us. Al parecer, el grupo IEC eligió una forma de onda de muy alta tensión para

proteger contra cualquier rayo concebible. El grupo de la norma ANSI C62.41 eligió las formas de onda de

corriente de rayo que eran más probable. Existe un considerable desacuerdo dentro de la comunidad IEC en

cuanto a la validez de la forma de onda 10/350us. Dentro de la comunidad ANSI C62.41, existe un alto acuerdo

en cuanto a la utilidad de la forma de onda 8/20us.

El Enfoque de USA: ANSI C62.41 - 2002

El Enfoque Europeo: IEC Norma 61643

¿Qué Norma utiliza MCG y Por qué?

La Norma ANSI C62.41 ha dado excelentes resultados para el dimensionamiento de los protectores de

sobretensión para su uso en la entrada del edificio y además dentro del edificio.

Además, MCG emplea la Norma NEMA LS-1 para certificar sus módulos y protectores de sobretensión (Serie

XT y la Serie LS) para cubrir impulsos de 200kA 8/20us con éxito - sin daños. Estos dispositivos son probados

por un organismo de pruebas tercero independiente.

La Prueba está en el Postre

El número de los DPS con MOV que ahora protegen sitios en los EE.UU. y en todo el mundo es muy alta - son

millones y sigue creciendo. Fracasos en los protectores han sido poco frecuentes y debidos principalmente a los

sistemas de tensión regulados inadecuadamente. El uso de varistores de MCG en las cabeceras virtualmente

elimina las fallas debido a las sobretensiones de utilidad común.




Normas de Protección – “Normas CBEMA”

Equipo susceptible a los daños generados por transitorios

Los fabricantes de ordenadores no reconocen los umbrales de sensibilidad de sus equipos. Su reluctancia tiende a

ser comprensible, ya que esta información puede y probablemente sería utilizada por sus competidores - en su

perjuicio.

Normas FIPS

Publicaciones de The Federal Information Processing Standards (FIPS – “Normas Federales de Procesamiento de

la Información”), “Guidelines on Electrical Power for Automatic Data Processing Installations,” (“Directrices

sobre la energía eléctrica para instalaciones de procesamiento automático de datos”) (FIPS Pub. DU294)

incluyen un perfil de susceptibilidad (curva CBEMA) que es un objetivo de diseño para los diseñadores de

hardware. El perfil muestra la relación entre los niveles máximos permisibles de supresión de tensión, tensión del

sistema y la duración de sobretensiones.

CBEMA Standard

La Asociación de Fabricantes de Equipos Informáticos y Empresariales proporciona un perfil de rendimiento

para equipos de computación conocida como la curva CBEMA. La curva ilustra la tensión transitoria pico

admisible cuando la tensión de red y la duración transitoria se consideran.

¿Los niveles residuales publicados de los DPS son realmente realistas?

No. Los fabricantes de DPS generalmente informan sólo la capacidad residual de sus DPS a partir de 6" (~16cm)

del cable de conexión del cableado para el protector. Este es un requisito UL 1449 para estandarizar la medición

de comparación entre fabricantes de protectores contra sobretensiones. Sin preocupación se hace de las grandes

caídas de tensión que se producirán en el cableado real entre el protector contra sobretensiones y el panel de

servicio.




El Paso de la Tensión

¿Puede Ser Reducida?

La inductancia del cableado presenta un camino relativamente de alta impedancia a tierra. Esto

puede producir caídas de tensión no deseados que causan altos "pasos de" tensiones transitorias

que aparecen a través de equipos sensibles.

El siguiente diagrama ilustra la distribución de las caídas de tensión y cómo la suma de las

caídas de tensión aparece a través de la carga.

Esta inductancia indeseable está presente en el cableado de la línea de alimentación de AC al

protector, así como dentro del propio protector. Protectores convencionales intentan reducir al

mínimo la impedancia inductiva con:

1.) El uso de cableado muy corto - holgura mínima, no hay caídas extra, no hay bucles.

2.) El uso de conductores de gran diámetro para la conexión a la línea de alimentación de

AC.

3.) Revestir todos los cables firmemente juntos, unir o atar - envolver en toda su

longitud.

Mientras que éstos ofrecen algunos beneficios, se quedan cortos de lo que se puede lograr. Para

minimizar verdaderamente inductancia, el enfoque MICRO-Z para el control inductivo captara

su atención.




El Paso de la Tensión – Consideraciones del

Tamaño del Cable

Es deseable limitar la tensión residual que aparece a través de los equipos sensibles aguas abajo a

un valor tan bajo como sea práctico. El cable tiene dos características inherentes que aumentan la

tensión residual de un estabilizador de tensión instalado. Estos parámetros son su inductancia en

micro henrios (uH) y es la resistencia, en ohmios. Es deseable mantener la inductancia y la

resistencia del cableado con valores bajos para reducir la caída de tensión inherente que se

producirá a lo largo del alambre. Esto podría implicar el uso de cables de gran diámetro. Tamaños

de cable grandes cuestan bastante más en materiales y mano de obra para instalar.

Inductancia del Cable

El valor de la inductancia aumenta con la longitud del cable y disminuye a medida que aumenta el

diámetro de alambre. En una longitud dada, la inductancia del #10 AWG y el cable 4/0 AWG es

esencialmente equivalente, a pesar de que los hilos circulares difieren en una relación de 40/1.

Una inductancia de un cable 4/0 es 1,0uH por 40" de largo. Área=420000 circular mils.

Una inductancia de un cable #10 AWG es de 1,1uH por 40" de largo. Área=10380 circular mils.

Observación: La inductancia del cable #10 AWG es equivalente a la del 4/0 AWG.

Consideraciones de la Resistencia del Cable

El valor de la resistencia aumenta con la longitud del cable y disminuye a medida que aumenta el

diámetro del alambre, la tensión que cae a través del cable #10 AWG y el 4/0 AWG son tan bajos

que pueden ser ignorados.

• La resistencia del cable 4/0 AWG es 0.049 mili ohmios/pie. Un pulso de 10kA tendrá una caída de 0,5

voltios por pie.

• La resistencia del cable #10 AWG es 0.999 mili ohmios/pie. Un pulso de 10kA tendrá una caída de 10

voltios por pie.

Conclusión

El cable 4/0 AWG no ofrece ninguna ventaja significativa sobre el cable #10 AWG. Para

mínima tensión residual, mantener los alambres tan cortos como sea posible. Muchos de los

protectores de MCG incorporan cableado de alimentación "Micro-Z" sin costo adicional.




Patente del Concepto Micro-Z Para un Mejor

Rendimiento

El concepto Micro-Z combina el diseño patentado interno del protector contra sobretensiones con

una innovadora configuración de cableado externo. La combinación produce una tensión residual

significativamente menor a través de la carga. El enfoque Micro-Z se compone de tres partes:

El Cable Micro-Z se conecta entre el panel de servicio y el protector contra sobretensiones

El Cable Micro-Z obliga a una y muy eficiente cancelación del campo magnético dentro del cable.

Esto resulta en una correspondientemente baja caída de tensión inductiva a lo largo del cable que es

50% inferior a la lograda con un cableado convencional

Enfoque de construcción Micro-Z (U.S. Patente No. 5, 303, 116)

La construcción Micro-Z reduce la impedancia interna del DPS mediante el diseño de la disposición

física para crear la cancelación de los campos magnéticos. Esto resulta en menores caídas de tensión

a través de cableado interno del protector contra sobretensiones.

Micro-Z Buss de Poder

El multiconductor Micro-Z ofrece varios hilos de cobre sólido de extraordinaria capacidad de

tensión pico para el manejo de corriente dentro del protector contra sobretensiones.

Conclusión

El concepto de Micro-Z mejora significativamente la sobretensión a tierra que resulta en una

tensión transitoria mucho menor en los equipos sensibles aguas abajo.

Corte Transversal del Cable MICRO-Z que Muestra la Ubicación de Cada Conductor

La mayoría de los protectores de sobretensión de MCG están equipados con cable Micro-Z ya instalado.




Las caídas de tensión a lo largo de cableado

de alimentación

Caída de tensión en el Cable - Micro-Z vs. #6 AWG

Condiciones de prueba:

El Generador de Pulsos Velonex

entrega una forma de onda estándar

ANSI C62.41 (6kv / 3kA, 8/20us) en

un par de cables de 12 pies, que

consta de dos Cables #6 AWG de

alimentación, herméticamente

sellados a lo largo de toda su longitud.

Medidas:

Mediciones de caída de tension se

hicieron a intervalos de 1 pie a lo largo

de la longitude del cable.

Cable Micro-Z

La configuración axial del cableado de alimentación del protector del panel de servicio forza la

cancelación del campo magnético dentro del cable. Esto da como resultado una correspondientemente

baja "inductancia" caída de tensión a lo largo del cable que es hasta 67% más bajo que los enfoques

convencionales de cableado.

Observación

Su equipo sensible se expone a una tensión transitoria pico que es la suma de "Tensión residual" del protector

de sobretensión + la caída de tensión de cable, que es una función de su longitud.

Ejemplo

Un protector contra sobretensiones diseñado para su uso en un servicio de 120 VAC limitará un

transitorio de 6kA/3kA (8x20) a una tensión de 464V residual en sus terminales.

...con 3 pies de cable #6AWG, la exposición total del equipo: 464V + 220V = 684V

...con 3 pies cable Micro-Z, la exposición total del equipo: 464V +70V = solo 534V

Usando 9 pies de cable Micro-Z, la exposición total del equipo será: 464V + 207V =671V, o

aproximadamente lo mismo que 3 pies de cable #6 AWG.

Conclusión:

El uso del cable Micro-Z reduce la tolerancia de tensión hasta 150 voltios.




Sobretensión de Operación Permanente.

Requiere Varias Estrategias

La sobretensión permanente es una condición de largo plazo, es la tensión anormal

cuya amplitud es 10% mayor que la tensión de línea nominal. Los MOV se dañan

cuando la tensión de red supera la Máxima Tensión de Operación Continua del

protector contra sobretensiones (MCOV), que suele ser un 15% superior a la tensión

nominal de la línea AC.

Un protector contra sobretensiones tiene requisitos de competencia que se

deben cumplir.

El equipo sensible requiere una baja tensión residual en la línea de alimentación.

El equipo sensible debe ser protegido en una corta duración (microsegundos) de los

transitorios de alta tensión que aparecen en las líneas de alimentación de AC y que

causan daños internos a los semiconductores, microprocesadores, etc.

El DPS necesita soportar una mayor tensión residual si quiere sobrevivir.

El peligro de un DPS se produce cuando sus MOV intentan sujetar el pico anormal

de la sobretensión de operación permanente. Los MOV comenzarán a

sobrecalentarse y la corriente de línea AC, que produce el calentamiento, será muy

por debajo de la corriente de funcionamiento del fusible. El calentamiento del MOV

se prolongará, producirá humo, se crea hollín y se dañará a sí mismo y a sus

componentes vecinos. Se producirá el mayor daño del protector.

Las Soluciones

• Utilizar MOV de tensiones superiores que sea mucho menos susceptibles a las

tensiones de línea AC.

• Utilizar una conexión de cable Micro-Z desde el protector de sobretensión hasta el

panel de alimentación de AC que mantenga la caída de tensión inherente del cable a

un mínimo. La caída de tensión menor en el cable Micro-Z compensa fácilmente las

tensiones altas del MOVs.

• Utilice un protector que tenga desconexiones térmicas internas que saquen de operación cualquier MOV que se esté sobrecalentando

Precaución:

Una tensión residual inferior se puede lograr mediante el uso de varistores de

óxido metálico de tensión nominal inferior. Sin embargo, se obtiene la pequeña

reducción en la tensión residual y se da un gran aumento del riesgo de un fallo

del protector contra sobretensiones.

MCG Surge Protection • 12 Burt Drive •Deer Park, NY 11729 •WWW.MCGSURGE.COM • Teléfono (631) 586-5125 •1-800-851-1508



Fusible y Estrategias de Desconexión Térmica

Fusible KAIC

Los protectores contra sobretensiones están conectados en paralelo con las líneas de corriente

alterna. En ocasiones, una sobretensión causada por un rayo severo puede causar que un

elemento MOV falle como un cortocircuito, lo que obligaría a su fusible serie para abrir y retirar

el MOV cortocircuitado de la línea de corriente alterna. El fusible debe ser capaz de interrumpir

la línea de alimentación cortocircuitada de la tensión de falla. La corriente de corto circuito rms

disponible está limitada por la impedancia del transformador de distribución y sus cables de

conexión. Un fusible con 200.000 Amperios de interrupción de corriente (KAIC) ha demostrado

ser universalmente adecuado para casi todos los tamaños.

El KAIC no debe confundirse con la capacidad de manejo de la tensión I pico de los protectores

de sobretensión.

• El KIAC aplica solo a líneas de 50/60 Hertz con tensiones de corto circuito.

• I pico aplica a grandes amplitudes, con impulsos de microsegundos – como un rayo.

Fusible/Coordinación MOV

Es esencial que los fusibles de un protector contra sobretensiones resistan una corta duración

de alta amplitud de corrientes transitorias sin abrirse en el curso de las actividades normales de

supresión. Una adecuada coordinación de fusibles/MOV requiere además que un fusible se abra

rápidamente en un punto justo antes del punto de falla del MOV. Por ejemplo, un MOV de

40mm tiene una calificación I pico de 40kA para una forma de onda 8x20µs. En realidad está

más cerca de 50kA, calificación 8x20µs. Es importante que el fusible sea capaz de abrirse

rápidamente cuando se supera la calificación de 40kA. Las características de los fusibles varían

ampliamente y no todos los fusibles son adecuados para las actividades de coordinación.

Capacidades de Desconexión Térmica

En las líneas de alimentación de AC que no están bien reguladas, de vez en cuando sucede que

la línea de alimentación de AC aumentará repentinamente en un 30% a 50%. Esta tensión de la

red hará que MOV del protector contra sobretensiones trate de limitar la tensión pico de la onda

sinusoidal mediante la desviación de la tensión de la línea de AC a través de los MOV a neutro.

Los MOV se sobrecalientan rápidamente, se convierten en un cortocircuito y rotura.

Una desconexión térmica es un dispositivo, montado en o cerca de cada elemento MOV, que

responde a un calentamiento excesivo del MOV desconectando mecánicamente el MOV para la

línea de alimentación. Cada MOV debe ser protegido de forma individual y el mecanismo de

desconexión térmica no debe ser sensible a la orientación física.

MCG emplea actualmente varistores protegidos térmicamente en una serie de protectores. Estos

nuevos varistores protegidos térmicamente contienen un fusible térmico integral que supera a

cualquier mecanismo térmico exterior, proporcionando así la máxima seguridad al protector.




Redundancia Verdadera vs Falsa Redundancia

Múltiples rutas de protección a tierra son críticas. Un rayo consiste a menudo en varios

golpes de corriente a las líneas de energía, o la tierra. Tanto como desde dos a veinte golpes

pueden ocurrir en un solo evento de rayo.

Para proporcionar una protección adecuada del sistema, la protección contra sobretensiones de entrada

del edificio tiene que tener al menos dos, y preferiblemente varias secciones paralelas de protección por

fase independientemente fusionados. El fracaso de una sola sección de protección en un protector contra

sobretensiones, en una tormenta eléctrica severa por ejemplo, puede que no sea catastrófica. La

protección del sistema seguiría siendo mantenida.

Se recomienda que este concepto de redundancia continúe a nivel medio del edificio/rama,

mientras que en el servicio local protectores de panel se pueden emplear con seguridad en los

enfoques de protección individuales.

La protección redundante "Backup" Sin fusión adecuada es un eslabón débil. Para

conseguir una protección sólida, fiable y sin soplar fusible, debe coincidir la capacidad de tensión del

fusible con capacidad nominal de tensión pico del MOV.

Falsa Redundancia

Múltiples caminos de corriente: Si

Protección Redundante: No

Si la F1 falla:

La capacidad de supresión

se elimina por completo.

Verdadera Redundancia

Múltiples Caminos de Corriente: Si

Redundante: Si - 4x

Si la F1 falla:

La capacidad de supresión se

reduce al 75% del nominal

Fase Fase

F1 F1 F4

40kA 40kA

Conclusión:

La redundancia verdadera requiere múltiples fusibles y múltiples MOV y una coordinación efectiva entre fusibles/MOV.




Consideraciones de Diseño Modular y Problemas

El diseño modular en la construcción es un enfoque diseñado para ayudar a la reparación y

el mantenimiento de un DPS cuando se instala en un sitio. Estrechamente asociadas con el

diseño modular es la necesidad de identificar el módulo defectuoso(s) en caso de fallo.

Localización del Módulo Defectuoso

Por lo general, en el protector contra sobretensiones operará un panel frontal LED cuando se

produce un fallo interno. Protectores bien diseñados indicarán por LED (u otros medios), el

módulo defectuoso en cuestión.

Los Protectores que Empleen Construcción Modular son Reparables

Cuando es identificado un módulo defectuoso se puede desenchufar o desatornillar de forma

rápida. Típicamente, los módulos removibles pueden ser reemplazados en 10 a 15 minutos.

Algunos Protectores No Modulares Tienen Varias y Graves Limitaciones

• Si se indica un fallo, la unidad o una parte importante de ella deben ser removida y

reemplazado por un sustituto, o enviados a la fábrica para su reparación. Estas unidades no

son del todo reparables ya que los elementos de protección críticos a menudo son

encerradas en una mezcla de material epóxico.

• El uso de MOV de bajo costo crea un problema de monitoreo muy grande. ¿Debe

controlarse cada combinación fusible/MOV? Esto aumenta considerablemente el costo del

monitoreo por un factor de cinco veces más en MOV de 34 mm cuadrados o 40 mm en

redondos. Un enfoque alternativo es monitorear grupos de combinaciones MOV / fusibles.

Esto reduce el costo y la complejidad de vigilancia, pero crea otro problema grave.

• Cuando se exponen a tensiones transitorias, Los MOV fallan al azar - soplando su fusible

en serie, esto no indica necesariamente una capacidad de protección reducida. Fallos

aleatorios entre los diversos grupos pueden conducir a una capacidad de protección contra

sobretensiones muy reducida, sin que se dé la alarma.

Cuando se necesite capacidad de protección - puede que no esté allí.




Monitoreo y Diagnóstico

¿Por qué es Necesario el Monitoreo? Los protectores contra sobretensión limitan las tensiones transitorias que aparecen en la línea de alimentación a un

valor menor que niveles de susceptibilidad de los equipos sensibles. Es importante saber inmediatamente cuando la

capacidad de un DPS ha disminuido, ya sea a través de la degradación a largo plazo en un modo "standby" o que

estén involucrados en la actividad de supresión activa.

Factores que Afectan la capacidad del DPS

Degradación a Largo Plazo

A pesar de que se crea indocumentado, por lo contario, los extensos datos de fiabilidad sobre MOVs indican que no

hay degradación significativa a largo plazo de los varistores de óxido metálico en modo stanby. Ver el manual,

Harris “1995 Transient Voltage Suppression Devices” Dispositivos de supresión de tensión transitoria, paginas 5-20.

Falla en el Servicio Activo

"Los varistores fallan inicialmente en un modo de cortocircuito cuando se somete a las sobretensiones más allá de sus

capacidades de energía de corriente pico. También cuando la línea opera en cortocircuito en estado estacionario hay

tensiones más allá de sus capacidades...” (Harris Handbook, page 6-6.) Un DPS de capacidad adecuada para la

aplicación funcionará sin interrupción durante 20 o más años.

Práctica de Monitoreo de Tensión

La mayoría de los protectores proporcionan un fusible en serie con el MOV para desconectarlo de la red eléctrica si

el MOV falla. Mediante el control de la apertura del fusible, el sistema de protección indica una disminución de la

capacidad de protección. Para manejar corrientes transitorias muy grandes, es una práctica común para los MOVs en

paralelo con cada MOV tener un fusible en serie. Es en este punto que hay una divergencia en la filosofía de

protección.

El Enfoque Conservador

Todas las secciones de fusibles/MOV requieren ser monitoreados cuando se provoque un fallo de cualquier sección,

la indicación de falla interna inmediata por LED, sonido, etc., que se produzca. Además, el LED del panel debe

indicar una menor protección. Algunos protectores de sobretensión indicarán el porcentaje de capacidad de

protección restante para cada fase. Este enfoque es eficaz al 100%. Señala un mal funcionamiento de inmediato con

sólo un costo adicional leve, en comparación con un enfoque de supervisión menos amplio.

El Enfoque Mínimo - A Espera De Que Un Desastre Suceda

El enfoque mínimo se observa sólo en unos pocos, y, a menudo sólo una combinación de circuito de fusibles/MOV

y las señales de disminución en la capacidad de protección cuando se abre un solo fusible. Desafortunadamente,

algunos fabricantes siguen utilizando este método para controlar la integridad de la protección.

El enfoque mínimo tiene un grave defecto - los fusibles no monitoreados se pueden abrir y habrá desgaste

muy importante de protección y sin conocimiento de nadie. En algún momento en el futuro, un gran aumento

transitorio aparecerá y el fusible final se abrirá. Equipos sensibles aguas abajo estarán expuestos a daños

catastróficos debido a un número insuficiente de MOV para manejar una tensión de descarga grande.

Conclusiones

• Cada circuito fusible/MOV debe ser monitoreado para evitar la reducción oculta de la protección.

• Los Indicadores del panel frontal son obligatorios para señalar los problemas internos.

• Emplear LEDs internos para identificar módulo(s) y el fusible(s) defectuosos.

• Proporcionar contactos de relé con capacidad de señal remota para el monitoreo.




Expectativa de Vida

Durabilidad del Producto

Es útil conocer la durabilidad de los protectores de sobretensión de diferentes fabricantes.

Escala de Capacidad de Energía

La capacidad de energía de un protector con MOV está directamente relacionada con su

capacidad para manejar un gran número de impulsos transitorios estandarizados (8x20µs). La

esperanza de vida relativa de los protectores a base de MOV competitivos puede ser

fácilmente evaluada mediante la comparación de sus clasificaciones en julios. En cualquier

comparación, las variaciones en la capacidad en Julios son del +/- 10% las cuales no se

consideran significativas. La capacidad del DPS en Julios debe compararse con la misma

forma de onda de 8/20 microsegundos y la misma tecnología del MOV.

La Comparación a Recordar

Una regla fácil de recordar es que si un protector tiene el doble de capacidad en julios que

otro, entonces la esperanza de vida es diez veces más larga debido a las características no

lineales del MOV.

Altitud

Factores Ambientales

El funcionamiento a altitudes de hasta 13.000 pies. (4000m) es deseable, ya que cubre todos

los sitios más extremos. Diseños de supresores de sobretensiones de alta altitud requieren

mayor espaciamiento del conductor que proporcione un margen adicional de seguridad.

Temperatura

Las temperaturas de funcionamiento de -40°C a + 55°C cubrirán la mayoría de aplicaciones.

Es deseable que los componentes estén clasificados a 85°C.

Humedad

Las unidades de protección deben operar de manera confiable en el 95% de humedad, sin condensación.

Cajas NEMA

NEMA 4

Uso general

Ubicaciones interior/exterior

Tiempo y resistente al agua

Acero de calibre 14

Hardware de acero inoxidable

NEMA 4X

Deberes Especiales

Lugares al aire libre/corrosivo/Seco

El tiempo, el agua y resistentes a la corrosión

Acero inoxidable de calibre 14

Resistente a la corrosión

Material en acero inoxidable

NEMA 12

Trabajo liviano

Ubicaciones de interior

La suciedad y el polvo resistente

A prueba de goteo

14 Indicador de Acero

Material estándar




Instalación: Preguntas y Respuestas

¿Debería el DPS estar en el lado de línea o de carga de un panel de servicio?

El DPS, cuando se instala en el lado de línea de un panel de servicio, protegerá

continuamente todas las cargas conectadas al panel de servicio. Si alguna de las cargas se

elimina por la operación del interruptor de circuito, las cargas restantes seguirán siendo

protegidas. Por razones de seguridad, el lado de la línea del protector contra

sobretensiones requiere un fusible dedicado y/o dispositivo disyuntor de sobrecorrientes

dimensionado para el calibre del cable del protector. Sin embargo, los DPS que aparecen

en UL1449 sólo deben conectarse a un lado de carga del interruptor principal. La

Conexión al lado de la línea no se recomienda por razones de seguridad.

¿Podemos instalar el DPS en el lado de la carga de un panel de servicio?

Sí. Conectar el DPS al lado de carga del interruptor principal es preferible. El interruptor

principal está prácticamente "transparente" a una sobretensión. Si alguna de las cargas se

elimina por la operación del interruptor de circuito, las cargas restantes seguirán siendo

protegidas. El protector debe ser conectado a través de un limitador de tensión dimensionado

aguas arriba (es decir, el disyuntor o fusible) para el calibre del cable del protector. La apertura

de este interruptor permitirá que el protector contra sobretensiones siga trabajado (si es

necesario) sin los presentes peligros potenciales, conforme al protector contra sobretensiones.

Esta es la forma recomendada de la conexión de un protector contra sobretensiones para

el panel de servicio y se ajusta a la Norma de seguridad UL1449.

¿Qué tan cerca se debe montar el DPS del panel de servicio?

Tan cerca como sea físicamente posible. El DPS debe instalarse inmediatamente al

lado del panel de servicio. Cualquier pulgada ahorrada proporcionará una considerable

mejora en los resultados de supresión de transitorios del DPS. El Cable Micro-Z reduce

la caída de tensión en un 60% comparado a la caída de tensión en un cable normal

¿Qué tan importante es el cable de conexión?

El cable de conexión es muy importante. Los equipos sensibles aguas abajo no deben ser

expuestos a tensiones transitorias superiores a los niveles recomendados por CBEMA. El

cable Micro-Z tiene un paso de caída de tensión mucho menor que el cableado

convencional. Muchos de los DPS de MCG proporcionan el Cable Micro-Z ya instalado.

¿Qué tamaño de alambre se debe utilizar para el cableado del DPS?

Contrariamente a algunas opiniones, el diámetro del alambre es relativamente poco

importante, pero la falta de la conexión del cableado del panel de servicio es muy

importante. Ver Consideraciones del Tamaño del Cable, página 12, para obtener más

detalles.

¿Cuál debería ser la capacidad de tensión del breaker?

Para #8 AWG (8mm2) de alambre trenzado... usar un breaker de 50Amperios.

Para #10 AWG (5mm2) de alambre trenzado... usar un breaker de 30Amperios.




Diagramas de Cableado – Conexión de Fases

Monofásico, 2 hilos + tierra Monofásico, 3 hilos + tierra

Línea

Neutro

Tierra

MCG

Línea 1

Línea 2

Neutro

Tierra

MCG

Línea 1

L N

N Línea 2

G G

Delta de Alta Pierna, 4 Hilos +

Tierra (Puesto a Tierra)

Fase Pierna Alta

Fase

Fase

Neutro

Tierra

MCG

Fase Pierna Alta

Fase - Fase =240V

Fase Pierna Alta- N =208V

Fase - N =120V

Fase

N

T

Fase

Trifásico, Y, 4 hilos + tierra Trifásico, Delta, 3 hilos + tierra

Fase 1

Fase 2

Fase 3

Neutro

Tierra

MCG

Ø1

Ø2

N

Ø3

G

Fase 1

Fase 2 Fase 3

MCG

Ø1

Ø2

Ø3




Consideraciones del interruptor de

Desconexión de Seguridad

En ocasiones, puede ser necesario realizar el mantenimiento o reparación de un DPS que ha sufrido daños en el

desempeño de su función de protección. Para ello será necesario desconectar las líneas de alimentación del DPS.

Hay dos maneras de hacer esto.

Breaker Dedicado

Este enfoque se basa en el funcionamiento de un interruptor de circuito ubicado en el panel de servicio para

eliminar la tensión de línea del DPS. Se tiene la doble ventaja de que no hay longitud de cable adicional

(inductancia) ya que se añade en serie con el DPS y la certeza de que las tensiones de línea nocivas no están

presentes dentro del dispositivo. El costo del disyuntor de circuito externo es mínimo, además UL requiere un

dispositivo de sobre-tensión aguas arriba del DPS.

Interruptor de Desconexión del Panel Frontal

Los fabricantes proporcionarán, a un costo adicional, un interruptor de desconexión interna, una parte del cual se

asoma a través del panel frontal para permitir la desconexión de las tensiones de línea del DPS. Estos interruptores

adicionales, no originalmente concebidos para su uso en dispositivos de protección contra sobretensiones, a menudo

requieren cableado adicional, que es inductivo. Debido a la inductancia extra y aumento cuestionable de capacidad

de manejo de corriente, este tipo de interruptor de desconexión se debe evitar ya que hay mejores alternativas

disponibles.

Aunque un interruptor de desconexión interna (o integral) no es necesario para la función adecuada y la seguridad

del DPS, a veces se requiere por un usuario final o una especificación. Cuando sea necesario, busque uno que haya

sido cuidadosamente diseñado para el propósito del DPS, no como una idea de último momento. Un interruptor de

DPS adecuado de desconexión interna debe tener las siguientes características: 1) Construcción de baja

impedancia (por ejemplo, no utilizar cables de gran longitud) a fin de no aumentar la tensión residual del protector;

y 2) Crear una gran cantidad de área de contacto para manejar las altas corrientes pico asociadas con

sobretensiones. Si no, el interruptor incrementará sustancialmente los niveles de tensión residual experimentados

por el equipo, o el interruptor puede dañarse por un evento de sobretensión. Aparte del cable de conexión, un DPS

no debe contener ningún cableado adicional en su camino al protector.

Para Tener en Cuenta

Un DPS diseñado por un fabricante de renombre es la opción correcta, independientemente de si tiene o no tiene

un interruptor de desconexión interna. Si su aplicación requiere uno, está disponible y es una característica normal

en algunos protectores. Si se requiere un DPS y no es necesaria una desconexión interna, entonces no se debe

especificar.

Tierra – El Concepto de un Solo Punto

Hay muchos requisitos de puesta a tierra que deben ser abordados para garantizar el debido funcionamiento de un

circuito eléctrico. En cuanto a la protección de su equipo de anomalías eléctricas transitorias, una buena tierra es

importante. Pero es vital que todas las tierras de una instalación deben conectarse entre sí y se llevan a un solo

punto de tierra (Electrodos o varillas de agua enterrados) en la entrada de servicio.

Las tierras separadas permiten diferencias de potencial de tierra dentro de una instalación. El resultado es que el

equipo sensible puede estar expuesto a la diferencia de tensiones que causarán daños - incluso con protectores de

sobretensión instalados. Si no se conoce el sistema de puesta a tierra de una instalación, la protección puede ser

asegurada ubicando el protector en la carga y puesta a tierra al chasis del equipo.




Rastreo de Onda Seno y Filtrado EMI/RFI

No Siempre Creíble

Fig.1 Ubicación de las Mediciones de Frecuencia. Fig. 2 Atenuación (dB) vs. Frecuencia en diferentes lugares

¿Son el rastreo de onda seno y el filtro EMI/RFI lo mismo?

Sí. El rastreo de onda seno y/o filtrado EMI/RFI es un enfoque que añade una capacidad de filtrado de alta frecuencia para

la función normal de limitar las sobretensiones transitorias a niveles seguros de un DPS. Este filtrado se logra mediante la

derivación de la fase a neutro de los terminales de la línea de alimentación con un condensador de polipropileno de bajo

costo. Capacidad de filtrado de un condensador de alta calidad es importante cuando se mide directamente en los

terminales del condensador, pero se cae bruscamente cuando las mediciones se realizan en el panel de servicio, como se

muestra en la siguiente tabla. La mayoría de los fabricantes incluyen la filtración estándar.

Ubicación 100kHz 1MHz 10MHz 100MHz Comentarios

C 40 39 37 36 Rendimiento Publicado - al Módulo Filtrado

B 40 28 11 6 Atenuación en Terminales de Energía DPS

A 39 20 7 6 Panel de Servicio – Rendimiento Actual

Observación

Las conexiones de cableado inevitables entre los "condensadores de filtrado" en el DPS y la línea de alimentación

introducirán impedancia inevitable entre las líneas eléctricas y los elementos filtrantes. Este impedancia del

cableado degradara fuertemente el rendimiento de filtrado por encima de 1 Megahertz.

Conclusión: Si el filtrado no aparece en el panel de servicio - no existe.




Circuito de Protección Híbrido

Un Circuito de Protección Híbrido es la mezcla de dos (o más) enfoques técnicos para conseguir un

nuevo resultado que es inalcanzable por cualquier tecnología por sí misma. Varios enfoques híbridos

se promueven en el mercado.

El Enfoque Celdas de Selenio + MOVs

En este enfoque, las celdas de selenio están diseñadas para comenzar a conducir en algún punto justo

por encima del pico de la tensión de onda sinusoidal. Relativamente tensiones transitorias de pequeña

amplitud se desvían por el selenio lejos de la carga.

A medida que las tensiones de descarga aumentan en magnitud, el umbral de encendido de los MOV

se superará y casi todos los futuros aumentos de tensión de descarga se desviarán por los elementos

protectores MOV. El rápido aumento de la tensión residual del selenio se debe a su inherentemente

pequeño exponente no lineal. Los MOVs ahora serán el principal detrimento eficaz de la tensión

residual para las tensiones transitorias mayores por encima de 1000 Amps.

Conclusión

Para los grandes eventos transitorios, 1.000 amperios y superiores, la salud del sistema protegido se

basa únicamente en el rendimiento de los dispositivos MOV. Tecnología selenio parece ser una

herramienta de marketing en lugar de una verdadera mejora el rendimiento.

El Enfoque MOV + SAD

En este enfoque, los Diodos de Avalancha de Silicio (SADs) están diseñados (como en el enfoque

selenio/MOV) para iniciar la conducción en algún punto justo por encima del pico de la tensión de

onda sinusoidal. Relativamente pequeñas amplitudes de corrientes de sobretensión transitoria se

desvían de la carga por los SADs.

Debido a la capacidad de manejo de tensión muy limitada en un SAD, se necesitan muchos diodos de

avalancha de silicio, en una matriz paralelo serie, para igualar la capacidad de manejo de tensión de

un MOV de 40 mm en la línea de 120 VAC. Claramente, una proposición ineficaz y muy cara.

En consecuencia, el típico módulo SAD empleado, por fase, contiene 250 diodos en una configuración

de matriz con una capacidad nominal de tensión pico de 1.000 amperios para una forma de onda

10/1.000 microsegundos. Este módulo de baja tensión da en el enfoque SAD/MOV la aparición inicial

de proporcionar una tensión residual baja. Cuando las tensiones transitorias se hacen grandes - los

MOV hacen todo el trabajo pesado.

Conclusión

Para los grandes eventos transitorios, 1.000 Amperios y mayores, la salud del sistema protegido se

basa casi por completo en el rendimiento de los dispositivos MOV. La tecnología avalancha tiene que

ser protegida - ya que no puede manejar eventos de gran magnitud.




Equipo de prueba - Útil o Ilusión

Algunos fabricantes optan por vender costosa instrumentación de prueba externa

para medir periódicamente la salud de su protector contra sobretensiones.

Los puntos de referencia para la prueba de un DPS son los niveles iniciales de fábrica de la

tensión residual y luego se les utiliza como guía para los chequeos de mantenimiento

periódico. Un fabricante ofrece el equipo de prueba de U$2.000, una oferta muy por encima

del costo de muchos de los nuevos protectores de sobretensión.

A lo sumo, este enfoque requiere una espera de uno a seis meses para el "equipo de prueba"

"evaluar" la salud del DPS, que es contrario de, sistemas de monitoreo continuo.

En el peor de los casos, el daño transitorio se puede producir un día después de un día de la

prueba y no estar indicado hasta la próxima medición. Como cuestión práctica, el tiempo del

molesto mantenimiento periódico requerido conducirá inevitablemente a esta costosa pieza de

equipo cayendo al desuso.

Existe un problema más grave que utiliza este enfoque.

La creación de un equipo de prueba de un impulso de prueba normalmente de 3 a 5 amperios

significa que los elementos de protección en paralelo (MOV, las células de selenio, Diodos

de Avalancha y otros) van a compartir esta tensión de prueba con el elemento de protección

residual de más baja maniobra hasta el 100% de la tensión de prueba. Esto no es una prueba

adecuada.

En los enfoques de protección híbrida, MOV/selenio o MOV/ Diodos de Avalancha, una

tensión de prueba pequeña se sujeta exclusivamente por las células de selenio o diodos de

avalancha, ya que estos elementos de fuga fueron elegidos deliberadamente para encenderse

primero. Los elementos MOV no se pueden ensayar en absoluto.

Conclusión

La importancia de un MOV al manejar altas tensiones, en configuraciones híbridas, puede no

ser probado correctamente. El uso de equipo de prueba externo promueve una falsa sensación

de seguridad y gastos innecesarios. Por otro lado, el monitoreo de salud continuo del

protector contra sobretensiones que es mucho más eficaz y menos costoso.




Tecnología Abierta - ¿Por qué Tanto Secreto?

Es nuestra creencia de que el cliente necesita saber plenamente acerca de las características

del producto y por supuesto, la documentación concisa sobre el dispositivo que se considera.

¿Qué es "Tecnología Abierta"?

Es nuestra creencia de que el cliente necesita conocer plenamente sobre la construcción interna del

producto y esperar una clara descripción concisa de las características especiales del dispositivo.

¿Hay "secretos comerciales"?

No, en realidad no. Después de más de 40 años de investigación técnica en marcha en la fabricación de

DPS, que implicó la disección ocasional de productos para una inspección detallada, hubo sorpresas

pocas veces.

¿Qué pasa con las patentes?

MCG Electronics, Inc. tiene dos patentes de Estados Unidos que se relacionan con la protección contra sobretensiones.

U.S. Patente No. Inventor/Asignado a

5,303, 116 Glenn Grotz/MCG Electronics, Inc.

6,211,770B1 Michael J. Coyle/MCG Electronics, Inc.

Descripción

Describe métodos constructivos para combinar fusión y MOV.

Descripción

Describe la construcción interna del

DPS para reducir las caídas de tensión

inductivas creando campos magnéticos

cancelados.

Describe métodos para combinar

fusión y construcción de MOV.

Por qué el secreto?

Los DPS se construyen utilizando la tecnología disponible. Un aspecto de la unicidad se puede crear si

se tiene cuidado para restringir la información sobre su sistema de protección. Las demandas de

tecnología propia que no está respaldada por una patente, justifican el escepticismo.

Para Tener en Cuenta

Las tecnologías de supresión de tensión involucradas son bien conocidas y entendidas. La forma que

un fabricante aborda los fundamentos es lo que separa a un buen producto de uno débil o vulnerable.




Condiciones de Publicidad - Usos exóticos del idioma Inglés

Esta sección muestra formas creativas para que los conceptos relativamente sencillos se

complementen. Al intentar arrojar algo de claridad, no pretendemos proporcionar una

descripción completa de cualquiera de estos conceptos.

Dejamos la explicación completa de las personas que los crearon.

Matrix SAD

Diodos de Avalancha de silicio conectados en una configuración serie-paralelo.

Sistema de Filtro EMI/RFI

En protectores de sobretensión cableados, se utilizan los tipos más simples de filtros de alta

frecuencia por lo general emplean algunos condensador(es) para desviar la línea de

alimentación. El uso de capacitores y cableado largo de estas aplicaciones limita en gran

medida su capacidad de eludir efectivamente señales de alta frecuencia. Si el filtrado es

importante en su aplicación, mantenga los cables del protector lo más corto posible (se

prefiere menos de 2 pies.)

Rastreo Seno

Hay una variedad de términos que utilizan varias combinaciones de las palabras sinusoidal,

onda y rastreo. En realidad, El Rastreo de Onda Seno es simplemente uno o más

condensadores de maniobra de línea de alimentación utilizados para atenuar las altas

frecuencias que aparecen en las líneas de tensión. Véase la sección de EMI/RFI y Rastreo

de Onda Seno.

"Unico" Compuesto químico

Un compuesto epoxi utilizado para encapsular módulos. Con frecuencia, las unidades están

encapsulados para evitar que los clientes sepan lo que hay dentro. Las reclamaciones se

hacen que la calefacción MOV es absorbida por el epoxi, permitiendo así que el MOV

opere a una temperatura reducida. En realidad, los MOV encapsulados con epoxi

absorberán el calor transitorio generado mucho antes de cualquier transferencia de calor

que pueda ocurrir a través de la resina epoxi.

99% Enlaces de Plata

Un fusible con cualquier otro nombre sigue siendo un fusible.

Protección Híbrida

Es la combinación de dos o más tecnologías de protección contra sobretensiones para

proporcionar un rendimiento "mejorado". Ver Enfoques Protección híbridos, página 25,

para más detalles

Supresor de Silicio

Un entrehierro convencional enterrado en arena (silicio).




Normas - Industria y Seguridad

ANSI C62.41-2002 - IEEE Práctica Recomendada en caracterizaión de sobre tensiones en circuitos de

alimentación AC de baja-Tensión (1000V y menos).

Describe el entorno de línea de alimentación de AC en una forma simplificada y establece un conjunto de formas

de onda de sobretensión representativas. Se tiende a simular la dinámica del entorno de línea de alimentación de

AC.

ANSI-C62.45-2002 - IEEE Guía para la oleada de pruebas para el equipo conectado a los circuitos de

alimentación de CA Proporciona orientación técnica para el uso de equipos de prueba de sobretensiones en la

evaluación de un DPS. El documento llama la atención sobre los aspectos de seguridad importantes de las

pruebas contra sobretensiones. Esta Norma no otorga la calificación, simplemente prueba el protector.

NEMA LS-1 - 1992 Dispositivos de protección contra sobretensiones de baja

Establece una guía para los fabricantes de equipos DPS para fomentar la uniformidad de especificaciones. NEMA

LS-1 prueba por un tercero y asegura que el producto de un fabricante cumpla con las especificaciones de tensión

pico publicados.

UL 1283, 3rd Edition – Interferencias electromagnéticas Filtros

Esta Norma revisa la construcción y adecuación del filtro EMI para el uso seguro de 600 VAC (o menos) de

líneas eléctricas.

No prueba la atenuación de ruido del filtro EMI frente a los datos de frecuencia. Algunos fabricantes están

posicionando su reputación en las cifras de atenuación del filtro adyacentes a las discutidas en UL 1283 y así

inferir un respaldo UL 1283. Vea la sección sobre Filtro EMI/RFI filtrado.

UL 1283 es sólo una especificación de seguridad, no es una Norma de rendimiento.

UL 1414, 4th Ed. – A lo largo de la Línea...Condensadores

Esta Norma evalúa condensadores para la línea de seguridad únicamente cuando se usan en modelos L-N y L-G

en protectores de sobretensión. Esta especificación no evalúa ninguna característica de filtrado que pueden ocurrir

como resultado de su uso.

UL 1414 4th Ed. Es solo una Norma de seguridad.

UL 1449, 2nd Ed. - Norma UL para supresores de sobretensión

Esta Norma evalúa los aspectos de seguridad de un DPS conectado a través de la línea de alimentación y mide

la Supresión de Tensión (SVR). La calificación SVR está impresa en la etiqueta del producto. Un protector

contra sobretensiones podría tener 450 de tensión residual, pero recibirá un grado de UL (SVR) de 500 voltios.

La calificación SVR es una calificación de categoría de grupo - no necesariamente la tensión residual nominal.

UL1449, 2nd Ed. Incluye los requerimientos de Feb. 9th, 2007.

A partir del 09 de febrero de 2007, un DPS que es UL1449 segunda edición debe cumplir con los nuevos

requisitos. Los productos fueron probados para los nuevos requisitos de seguridad durante la reciente revisión

del expediente UL1449. Sólo los productos que cumplen con estos nuevos requisitos y se sometieron a

pruebas de laboratorios UL, son habilitados de llevar la marca UL.

UL1449, 3rd Ed. Sept. 29, 2006 – Normas UL para la seguridad de los Dispositivos de Sobre-Tensiones

Esta es la última revisión de UL1449. Se hizo efectiva en el 2009.




Standard ANSI C62.41-2002

Categorías de Protección

Entrada del Servicio Cat. C Cat. B Cat. A

Categoría 1.2/50µs 8/20µs

C1 6kV 3kA

C2 10kV 5kA

C3 20kV 10kA

Impulso Impulso

Páneles Secundarios

Categoría 1.2/50µs 8/20µs 0.5µs 100kHz

B1 2kV 1kA 170A 2kV

B2 4kV 2kA 330A 4kV

B3 6kV 3kA 500A 6kV

Impulso Impulso Bucle

Panel Local

Categoría 0.5µs 100kHz

A1 2kA 70kV

A2 4kA 130kV

A3 6kA 200kV

Bucle




Glosario de Términos Técnicos

Tensión Residual La tensión residual es la tensión máxima medida que aparece a través de un protector contra sobretensiones cuando se aplica una forma de onda estándar (simulando un transitorio rayo) al protector contra sobretensiones. Algunos fabricantes, para obtener una tensión residual ligeramente inferior, que limitará el margen de propagación utilizando MOV de tensiones inferiores - lo que aumenta en gran medida la probabilidad de fallo del protector en el campo. Con todo, un gran riesgo para una mejora muy pequeña, quizás, el rendimiento.

Margen de Propagación Es la diferencia de tensión entre el pico de la onda sinusoidal y un nivel de tensión de umbral más alto donde el MOV comienza a encenderse. Si el margen de propagación es demasiado pequeño, los MOV pueden actuar con mayor frecuencia que resulta en una vida más corta del MOV. Márgenes de propagación del 15% y mayores sobre este tema no causan prácticamente ningún efecto sobre el rendimiento del supresor. En algunas áreas, las fluctuaciones de la línea eléctrica pueden superar el 15%. Un diseño prudente requiere mayor tensión residual del MOV en estas situaciones. Por ejemplo, ciertas empresas de energía (o países) tienen a menudo tensiones elevadas superiores al 115% sobre una base regular. Estas sobretensiones son inofensivas para el equipo, pero puede causar una falla prematura de un DPS con espacio insuficiente. Si la regulación de AC es pobre, asegúrese de usar un protector con suficiente margen de propagación.

Tolerancia de Tensión Equipo sensible situado aguas abajo en las líneas de alimentación están expuestos a la tensión residual del DPS mientras se está desviando el transitorio a tierra. Siempre es deseable minimizar esta tolerancia de tensión.

MCOV MCOV es la Máxima Tensión de Operación Continua que se puede aplicar al protector contra sobretensiones sin dañarlo. Las empresas de energía generalmente mantienen las tensiones de línea a tolerancias estrechas. Si la tensión de la línea se eleva por encima de la determinada del MCOV durante un período sostenido de tiempo, el MOV del protector contra sobretensiones comenzará a conducir y el fallo del protector eventualmente ocurrirá a menos que se tomen ciertas medidas.

Tensión Nominal La tensión nominal del protector corresponde a la tensión de línea nominal suministrada por las empresas de energía. El tipo de protector debe ajustarse a la configuración de la empresa suministradora del servicio, es decir, una o tres fases, delta o en estrella, etc.

Tensión de Umbral es el punto de encendido en el que un protector contra sobretensiones empieza a conducir 1mA de tensión. Por sí mismo, esto es un indicador incompleto del desempeño.

Garantía

Leer (y entender) la letra pequeña. Algunas garantías, a primera vista, prometen grandes cosas, pero en realidad son elaboradas

meticulosamente para que sea legalmente imposible de entender. Este suele ser el resultado de renuncias que protegen el fabricante. Al

considerar un fabricante de protector contra sobretensiones, evitar los que contienen los siguientes tipos de garantías:

1. Garantías de equipo Conectado - Estos tipos de garantías, superficialmente, afirman reemplazar no sólo el protector, si no el equipo protegido si el equipo está dañado. Pero si lees la letra pequeña a menudo se verá un descargo de responsabilidad que establece que la garantía es nula si el equipo está dañado por un acto de Dios (es decir, un rayo.)

2. Garantías que requieren de un abogado para interpretar - Si una garantía está llena de jerga legal que es demasiado difícil de entender, las probabilidades son que está diseñado para proteger al fabricante y no al consumidor. Una garantía debe ser claro y fácil de entender.

3. Las garantías que no tienen "el reemplazo gratuito de por vida de los módulos y de los fusibles"

- Los módulos de protección y los fusibles son el corazón de un protector contra sobretensiones. Si un fabricante no está detrás de sus productos y no ofrecen una garantía de reemplazo gratuito de por vida en los módulos y fusibles, se debe cuestionar esto. Esto significa que los componentes probablemente no durarán mucho tiempo, y como resultado, usted tendrá que comprar eventualmente otros nuevos.

Que Ofrece MCG

MCG suministra una garantía "sin relevancias" de 20 años - Si el montaje básico del DPS sufre daño en servicio, MCG reemplazará la unidad inmediatamente, sin costo alguno. (Consulte la garantía MCG para los detalles completos en www.mcgsurge.com).

MCG ofrece Módulos de Reemplazo Gratis y Fusibles DE POR VIDA Si algún módulo o fusible debe ser reemplazado en un DPS, MCG lo reemplazará sin cargo, más allá de la garantía de veinte años.

Calidad – Certificado ISO 9001: - MCG diseña, fabrica y entrega equipos de protección contra sobretensiones que satisfaga las expectativas de los clientes a un precio justo y razonable, y respaldado con nuestra garantía "sin relevancia.

En MCG, estamos comprometidos con nuestros clientes, empleados y proveedores. Nuestro curso de acción se dirige mediante la utilización de los principios de "Mejora Continua de la Calidad". Nuestro compromiso con la "Mejora Continua de la Calidad" nos impulsa a sobresalir en nuestra industria mediante el establecimiento de objetivos que se revisan y actualizan de forma programada.




Indice Página

Ambiental - Altitud, Humedad, Temperatura 20

Cajas, NEMA 4, 4X, 12 20

Capacidad de Energía 20

Categorías de Protección - ANSI, UL 29

Clasificación de por vida 20

Concepto Micro-Z 13 Condiciones de Publicidad 28

Consideraciones del Tamaño del Cable 12

Construcción Modular 18

Construcción, Cable Micro-Z vs. Convencional 14

Corriente, 1mA Umbral 9

Dispositivo de Protección contra Sobretensiones (DPS) - Tipos 25

Enfoques de Protección Hibrido - MOV/SAD, MOV-Selenio 25

Equipo de Prueba, Utilidad 26

Fallos de Puertos I/O – Línea de Protección de datos 3

Filtro EMI/RFI 24

Formas de Onda 30

Fusible – Coordinación MOV, KAIC nominal 16

Garantía 31

Hoja de Comparación de Productos 8 I Pico 9,

16 Impedancia, Cableado Interno/Externo 11

Inductancia 11

Justificación económica de la protección contra sobretensiones 6

KAIC Nominal 16

La Vida de los Componentes 19

Margen de Propagación 31

Monitoreo - LEDs, Alarmas, Etc... 19

Múltiples Caminos – Combinación Fusible/MOV 17

NEMA LS-1 9

Notas de Instalación 21 Panel de Servicio - Principal/Distribución. Secundario, Local 7

Protector - Requisitos para una Adecuada Coordinación 16

Rayo - Múltiples descargas, líneas de servicios públicos, etc. 5

Redundancia, Falsa Redundancia 17

Seguimiento de Onda Seno 24

Standards - ANSI, IEC, NEMA, UL 29

Standards – CBEMA 10

Tecnología abierta - Patentes, Secretos Comerciales 27

Tensión – El Paso de 12

Tensión – MCOV nominal , Umbral, Residual, Tolerancia 31

Tiempo de Respuesta - Transitorios 4

Tierra – El Concepto de un solo punto 23 Tolerancia de Tensión 12

Transformador de Distribución 9

Vida del MOV 19



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