En los sistemas eléctricos modernos, la protección contra sobretensiones es un elemento crucial para garantizar el funcionamiento seguro y estable de los equipos. Sin embargo, términos como SPD (protector contra sobretensiones), supresor de sobretensiones y descargador de sobretensiones a menudo se usan indistintamente en la industria, lo que lleva a una selección y aplicación incorrectas.
Este artículo aclarará sistemáticamente las diferencias fundamentales entre estas tres tecnologías para ayudarle a establecer una comprensión clara de los conceptos de protección y construir una “línea de defensa” eficaz.”
Aunque los tres comparten el mismo objetivo (transferir o absorber sobretensiones de energía), sus diseños, estándares y escenarios de aplicación difieren fundamentalmente.
Descargador de sobretensiones: Se utiliza principalmente en sistemas de energía de media y alta tensión (como líneas y subestaciones de transmisión y distribución). Su objetivo principal es proteger el aislamiento de las líneas y equipos del sistema eléctrico, evitando fallas del sistema causadas por sobretensiones externas resultantes de la caída directa del rayo o de la tensión inducida por el rayo. Actúa como una “válvula de seguridad” para el sistema de energía.
Protector contra sobretensiones (SPD): este es un término estándar utilizado en sistemas eléctricos y electrónicos de bajo voltaje. Su objetivo principal es proteger las instalaciones eléctricas y los equipos electrónicos sensibles dentro de los edificios de los daños causados por sobretensiones transitorias resultantes de pulsos electromagnéticos de rayos u operaciones de conmutación. Actúa como un “amortiguador” entre el equipo y las sobretensiones.
Supresor de sobretensiones (SPS): normalmente se refiere a productos de consumo enchufables de bajo voltaje. Su función es similar a la de un SPD, pero normalmente tiene un nivel y capacidad de protección más bajos. Su objetivo principal es proporcionar una protección básica conveniente para los equipos eléctricos del usuario final.
Descargadores de sobretensiones: manejan niveles de voltaje medio a alto, generalmente superiores a 1 kV, y pueden alcanzar cientos de kV.
Disyuntor de sobretensiones (SPD) y supresor de sobretensiones: manejan niveles de voltaje bajos, generalmente 1000 V CA o 1500 V CC y menos. Los sistemas de 220 V/380 V de uso común entran en esta categoría.
Protectores contra sobretensiones: Protegen la infraestructura eléctrica como transformadores, disyuntores y el aislamiento de líneas de transmisión.
SPD: protege los sistemas eléctricos generales y los equipos críticos dentro de los edificios, como gabinetes de distribución, servidores de centros de datos y sistemas de control industrial.
Supresores de sobretensiones: protegen dispositivos finales específicos, como computadoras personales, televisores y electrodomésticos.
Dispositivos de descarga por sobretensión (SPD): Extremadamente alto. Diseñado para descargar la energía de la corriente del rayo a gran escala procedente de la caída directa del rayo o inducida en sus proximidades.
SPD: Alto a medio y graduado. Dependiendo de la ubicación de la instalación, varían desde cientos de kiloamperios (Clase I) en el extremo de distribución principal hasta miles de kiloamperios (Clase III) en el extremo frontal del equipo, formando un sistema de protección coordinado.
Supresores de sobretensiones: inferiores. La capacidad de descarga suele ser inferior a 10 kA (forma de onda de 8/20 μs), adecuada para manejar sobretensiones residuales y perturbaciones localizadas.
Descargadores de sobretensiones: instalados en el punto de entrada o nodo crítico del sistema eléctrico, como torres de transmisión, el lado de la línea de salida de las subestaciones y el lado de alta tensión de los transformadores de distribución de 10 kV.
SPD: instalado en etapas en diferentes niveles del sistema de distribución de energía de bajo voltaje según el concepto de zona de protección contra rayos (LPZ): como la caja de distribución principal de un edificio (límite LPZ 0-1), cajas de distribución de piso (límite LPZ 1-2) y el extremo frontal de los gabinetes de equipos (límite LPZ 2-3).
Supresores de sobretensiones: Se instalan en el punto de uso más alejado, es decir, en la toma de corriente o como función integrada de una regleta.
Descargadores de sobretensiones: cumplen con los estándares de la industria eléctrica, como la serie IEC 60099 y GB 11032 (descargadores de sobretensiones de óxido metálico sin espacios de CA).
SPD: Cumple con los estándares internacionales/nacionales para protectores contra sobretensiones de bajo voltaje, como la serie IEC 61643 y GB/T 18802.1. Estos estándares definen claramente las pruebas y clasificaciones de Clase I, II y III.
Supresores de sobretensiones: normalmente cumplen con los estándares de rendimiento y seguridad del producto, como UL 1449 (EE. UU.) y EN 61643-11, pero el enfoque de la evaluación difiere del de los SPD a nivel de sistema.
Descargadores de sobretensiones: Sistemas de transmisión y transformación de energía, centrales eléctricas, nuevas subestaciones de energía, distribución industrial de energía de alta tensión.
SPD: edificios comerciales, centros de datos, fábricas, estaciones base de comunicaciones, edificios inteligentes, instalaciones médicas.
Supresores de sobretensiones: Viviendas, oficinas, pequeños comercios, sistemas audiovisuales.
Todo el sistema de protección entre energía y consumo puede imaginarse como una línea de defensa costera:
Los pararrayos son como rompeolas en aguas profundas y resisten las olas gigantes más destructivas (rayos directos/sobretensiones del sistema).
Los SPD (Clase I/II/III) son como diques, revestimientos y compuertas de drenaje de múltiples capas, que debilitan progresivamente la energía de las olas a medida que avanzan hacia el interior (oleadas inducidas por rayos/oleadas de conmutación).
Los supresores de sobretensiones son como las tiras de sellado de puertas y ventanas de edificios, responsables de bloquear cualquier resto de humedad (sobretensiones transitorias residuales e interferencias).
Estos tres componentes difieren en su intención de diseño, escenarios de aplicación y estándares técnicos, pero en un sistema de protección integral, pueden trabajar juntos para construir una protección integral desde la entrada de la red eléctrica hasta el nivel del chip.
Cuanto más corto sea el tiempo de reacción, mejor
Concepto erróneo: el tiempo de respuesta de nivel de nanosegundos es el principal indicador de la calidad de un protector.
Aclaración: El tiempo de respuesta es importante, pero no el único indicador. La limitación de voltaje (Arriba) es más crítica, ya que determina el voltaje máximo aplicado finalmente al dispositivo. Un producto con una respuesta ligeramente más lenta pero con un valor Up más bajo puede ofrecer una mejor protección. Los SPD MOV (basados en varistores) modernos ya tienen tiempos de respuesta de nivel de nanosegundos, con poca diferencia entre ellos.
Los supresores de sobretensiones ofrecen una protección más fuerte que el SPD
Concepto erróneo: debido a que se usan comúnmente en sistemas de alto voltaje, los descargadores de sobretensiones (SPD) son superiores a los SPD de bajo voltaje en todos los aspectos.
Aclaración: Los dos tienen escenarios de aplicación diferentes y no se pueden comparar directamente. Los SPD están diseñados para soportar energía de impacto directo de rayo extremadamente alta, pero su voltaje residual (nivel de protección) aún puede ser demasiado alto para equipos electrónicos sensibles. Los SPD de bajo voltaje están diseñados específicamente para limitar las sobretensiones a un nivel seguro para los equipos; los dos son complementarios, no sustitutos.
Protección SPD multinivel, simplemente instalada en serie
Concepto erróneo: conectar varios SPD en serie en línea logra automáticamente la coordinación energética.
Aclaración: Una simple conexión en serie puede provocar que el SPD aguas arriba falle, lo que provocará que el SPD aguas abajo soporte toda la energía y cause daños. Una protección adecuada de múltiples etapas requiere coordinación de energía y diseño de desacoplamiento (generalmente usando inductores de línea o dispositivos de desacoplamiento dedicados) para garantizar que cada etapa inicie la descarga de energía en la secuencia diseñada.
Instalar un “supresor de sobretensiones” significa que todo está bien
Concepto erróneo: conecte un protector contra sobretensiones y todos los dispositivos estarán completamente protegidos.
Aclaración: Estos dispositivos solo brindan el nivel más básico de protección y tienen una capacidad de disipación de energía limitada. Para grandes sobretensiones que ingresan desde la línea eléctrica (como rayos transmitidos a través del sistema de distribución), la descarga primaria y secundaria se debe realizar utilizando protectores contra sobretensiones Clase I/II instalados en la caja de distribución. Sin protección aguas arriba, el bloqueador de terminales es muy susceptible a sufrir daños.
“Dispositivo de protección contra rayos” = ”Dispositivo de protección contra sobretensiones” ?
Concepto erróneo: los dos son completamente equivalentes.
Aclaración: A menudo se usan indistintamente en contextos coloquiales y no estándar. Sin embargo, estrictamente hablando:
Protector contra sobretensiones: puede referirse específicamente a equipos utilizados para proteger contra rayos directos o sus grandes derivaciones (como pararrayos, conductores de bajada, sistemas de puesta a tierra y SPD que cumplen con los requisitos de prueba de Clase I).
Dispositivo de protección contra sobretensiones (SPD): término más amplio que abarca todos los equipos de protección contra sobretensiones inducidas por rayos y sobretensiones de conmutación.
Conclusión: Todos los protectores contra sobretensiones utilizados en sistemas internos son un tipo de SPD, pero no todos los SPD son adecuados para manejar corrientes directas de rayo (solo Clase I).
Pararrayos contra sobretensiones SPD VS
La clave radica en el nivel de voltaje de la aplicación y el objeto que se protege. Los descargadores de sobretensiones se utilizan para proteger el aislamiento de líneas en sistemas de energía de media y alta tensión; Los SPD se utilizan para proteger equipos terminales en sistemas de consumo y distribución de energía de baja tensión.
Pararrayos contra sobretensiones VS protector contra sobretensiones
Ésta es la diferencia entre los equipos del sistema de alto y bajo voltaje. En la entrada del lado de bajo voltaje, los SPD que cumplen con los estándares de prueba de Clase I a veces también se denominan “descargadores de sobretensiones”, pero esto debe basarse en la terminología estándar.
Pararrayos contra sobretensiones VS Supresor de sobretensiones
Ésta es la diferencia entre protección a nivel de sistema y protección a nivel de dispositivo. El primero tiene una gran capacidad y se instala en la entrada del sistema; este último tiene poca capacidad y se enchufa directamente a una toma de corriente.
¿Qué clase de SPD se utiliza para los supresores de sobretensiones?
En términos de posicionamiento funcional, el descargador de sobretensiones del sistema eléctrico corresponde a productos Clase I en la categoría SPD de baja tensión (que deben pasar la prueba de corriente de rayo 10/350μs).
¿Qué nivel de protección es mayor, SPD o descargador de sobretensiones?
Esta pregunta es inexacta. Pertenecen a diferentes niveles del sistema. En términos de energía absoluta descargada, los protectores contra sobretensiones de alto voltaje (SPD) son más altos. Sin embargo, en términos de la capacidad de limitar las sobretensiones a un nivel seguro para el equipo, los SPD de bajo voltaje (especialmente Clase II y III) tienen un diseño más sofisticado.
¿Podemos hacer una comparación directa en función de sus capacidades de liberación de energía?
No. La capacidad de descarga (p. ej., Imax) solo es significativa cuando se compara con el mismo estándar de forma de onda (p. ej., 8/20 μs o 10/350 μs). Las formas de onda de prueba para los descargadores de sobretensiones de alto voltaje y los SPD de Clase I de bajo voltaje pueden diferir de los estándares, lo que hace que las comparaciones numéricas directas no tengan sentido. La selección debe basarse en los estándares y requisitos de nivel de protección del sistema en el que se utiliza.
Comprender las diferencias entre SPD, descargadores de sobretensiones y supresores de sobretensiones es fundamental para construir un sistema de protección contra sobretensiones eficaz. Los SPD son la “línea de defensa pesada” para los sistemas de energía, los SPD forman el “sistema de defensa central de múltiples capas” de los sistemas eléctricos de los edificios, mientras que los supresores de sobretensiones actúan como “guardaespaldas ajustados” para los equipos del usuario final.
El éxito de la protección no depende de la potencia de un solo dispositivo, sino de una adecuada coordinación energética basada en el concepto de Zona de Protección contra Rayos (LPZ), formando una cadena de protección sin fisuras desde el punto de entrada al equipo.
Para obtener soluciones precisas de protección contra sobretensiones para su hogar, centro de datos o instalación industrial, se recomienda consultar a un ingeniero eléctrico calificado o una empresa profesional de protección contra sobretensiones. Proteja su inversión, empezando por una comprensión adecuada. Trabajemos juntos para transformar los riesgos impredecibles de sobretensiones en seguridad manejable.
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