Conceptos erróneos sobre la protección contra rayos y sobretensiones
- “¡No tenemos forma de lidiar con los rayos!”: ¡MAL!
- “¡El pararrayos es como una mecha!”: ¡MAL!
- “Siempre que haya una buena conexión a tierra, se pueden evitar los rayos.”: ¡MAL!
- “Ya tengo protección contra rayos… instalé un pararrayos.”: ¡MAL!
- “Mi equipo ya está protegido… instalé UPS.”: ¡MAL!
- “Se ha instalado un pararrayos en la fuente de alimentación de mi interruptor…”: ¡MAL!
El rayo es un tipo de sobretensión.
Sobretensión | Rayo | Un golpe directo de trueno |
Trueno inductivo | ||
Sobretensión de línea | Sobretensión de falla | |
Sobretensión del interruptor del sistema | ||
Inducción electromagnética | Interferencia electromagnética/interferencia de radiofrecuencia | |
Inducción electrostática | Electricidad estática humana, electricidad estática por fricción, etc. |
Problemas comunes en la protección contra sobretensiones de rayos para estaciones de comunicación
- Evaluación inadecuada del riesgo de rayos
- Depender únicamente de protección contra rayos externa
- Falta de comprensión de los rayos directos
- Protección graduada insuficiente
Evaluación insuficiente del riesgo de caída de rayos
(1) Evaluación del riesgo de caída de rayos
- Se puede evaluar el riesgo de caída de rayos
– Proceso de evaluación complejo según IEC61662
- Principios para evaluar el riesgo de caída de rayos:
– Base histórica – estadísticas sobre los días de tormenta
– Estudio del terreno – coeficiente de riesgo
– Efecto de atracción del rayo y modo de suministro de energía de las torres de comunicación.
– Sensibilidad del equipo
- Beneficios económicos
Definición y estadísticas de la intensidad de la caída de un rayo.
Día de tormenta Nk:
Nk < 25 días – zona de bajo riesgo
Nk > 25 días – zona de riesgo medio
Nk > 40 días – zona de alto riesgo
Nk > 90 días – zona de muy alto riesgo
Número de tormentas por kilómetro cuadrado – año
Análisis estadístico de la intensidad del rayo.
(2) Evaluación del riesgo de caída de rayos
- Determinación del coeficiente de riesgo.
– Generalmente fijado en 1
– Los edificios ubicados en el desierto aislado se establecen en 2
– Las estructuras de ladrillo y madera con techos metálicos se fijan en 1.7
– Los edificios situados cerca de ríos, lagos, pendientes, zonas con baja resistividad del suelo en regiones montañosas, aguas subterráneas expuestas, cimas de colinas, huecos de viento en valles, etc., así como los edificios especialmente húmedos se fijan en 1.5
(3) Evaluación del riesgo de caída de rayos
- El efecto de inducción de rayos de las torres de comunicación y el método de entrada de la fuente de alimentación.
– Basado en condiciones reales
- Sensibilidad del equipo
- Beneficios económicos
Conclusión de la evaluación del riesgo de rayos
El tablero anterior da una rápida indicación del riesgo pero podemos recordarte que:
- No existe ninguna situación en la que el riesgo sea cero.
- El costo de instalación de un dispositivo de protección contra sobretensiones es mínimo para todo el sistema.
- El costo de instalar un dispositivo de protección contra sobretensiones es mucho menor que los beneficios económicos generados cuando brinda protección por primera vez.
Depender únicamente de la protección contra rayos externa
- Los pararrayos no pueden lograr una protección integral
- El suministro de energía es la vía principal por la que caen rayos y un foco clave de protección.
- También se deben considerar otras posibles rutas de intrusión.
Solución integral de protección contra sobretensiones
Falta de comprensión de los rayos directos
- Revisión de normas nacionales.
- Selección de formas de onda del rayo 8/20 µs ≥ 10/350 µs
- Diferencia de energía de aproximadamente 20 veces.
Definición de forma de onda de corriente de sobretensión del rayo
Cuadro comparativo de corrientes de rayo.
IEC 61312-1: Desvío de sistemas equipotenciales de protección contra rayos.
Una corriente de rayo completa se descarga por las siguientes vías:
- El 50% de la corriente del rayo se descarga al suelo.
- El otro 50% se descarga por otras vías.
- Aproximadamente el 10% se descarga de tuberías de agua (metálicas)
- Aproximadamente el 10% se vierte a través de gasoductos (metálicos)
- Aproximadamente el 10% se vierte a través de oleoductos (metálicos)
- Aproximadamente el 10% se descarga a través de cables de alimentación.
- Como máximo se descarga aproximadamente el 5% o una corriente de 5kA a través de cables de comunicación.
La magnitud de la corriente del rayo.
- Clase I 25 kA @ 10/350 µs
- Clase II 20~40 kA a 8/20 µs
- Clase III 10~20 kV @ 1.2/50 µs
Estándares internacionales | |||
Ubicación de instalación > Entrada de línea | Fin de distribución | Fin del equipo | |
Estándar internacional | Idiablillo= 20 kA (10/350 µs) | In= 20 kA (8/20 µs) | Uoc = 10 kV (1,2/50 µs) In= 10 kA (8/20 µs) |
estándar francés | In > 20 kA | In > 5 kA | |
Estándar alemán | Idiablillo= 0.5 – 50 kA (10/350 µs) | ||
American Standard | 10 kA | 3 kA | 500 A |
Estándar británico | 10 kA | 3 kA | 500 A |
GB50057-94 (Edición 2000)
condición | B | C | D |
Edificio de protección contra rayos tipo I | 12.5 kA 10/350 µs | Máximo 20 kA 8/20 µs | Onda mixta máxima de 10 kA |
Edificio de protección contra rayos tipo II | 10 kA 10/350 µs | Máximo 20 kA 8/20 µs | Onda mixta máxima de 10 kA |
Edificio de protección contra rayos tipo III | 10 kA 10/350 µs | Máximo 20 kA 8/20 µs | Onda mixta máxima de 10 kA |
YD / T 5098-2001
condición | Protección de entrada de nivel B | Protección de nivel C del panel de distribución |
Ciudad – Zona Trueno (o Zona Menos Trueno) | Nominal 20 kA 8/20 µs | Dispositivo de protección contra sobretensiones nominal de 15 kA con función de limitación de voltaje |
Ciudad: múltiples áreas de tormentas, áreas de tormentas fuertes | Nominal 40 kA 8/20 µs | Dispositivo de protección contra sobretensiones nominal de 15 kA con función de limitación de voltaje |
Suburbios o zonas montañosas – zona de peligro | 15 kA 10/350 µs o nominal 60 kA 8/20 µs | Dispositivo de protección contra sobretensiones nominal de 15 kA con función de limitación de voltaje |
Altas montañas – campos minados | 25 kA 10/350 µs o nominal 100 kA 8/20 µs | Dispositivo de protección contra sobretensiones nominal de 15 kA con función de limitación de voltaje |
Sugerencia: Ingrese el nivel B de suministro de energía del edificio/estación. La protección debe utilizar un dispositivo de protección contra sobretensiones con forma de onda de 10/350 µs.
Protección multinivel del sistema de suministro de energía.
El nivel de tensión soportada para diferentes dispositivos es diferente.
Equipos electromecánicos | Equipos electrónicos comunes. | Equipos electrónicos sensibles | Dispositivos electrónicos altamente sensibles. | |
Nivel de protección Up | 2,5 kV | 1,8 kV | 1,0 kV | 0,5 kV |
Ejemplo |
|
|
|
|
Tecnología de componentes de protección contra rayos
Dispositivo protector contra sobretensiones de bajo voltaje utilizado en conjunto
Solución para la protección contra rayos de la sala de equipos de comunicaciones.
- La importancia de la encuesta y el diseño
- Evaluación precisa de los riesgos de caída de rayos
- Consideración de la protección de equipos clave
- Medidas de defensa contra el impacto directo del rayo
- Cómo minimizar el impacto en los sistemas de suministro de energía
– Soluciones Integrales para el Sistema Integral
Principios y métodos de protección contra rayos.
Cómo elegir un dispositivo de protección contra sobretensiones
Instrucciones de instalación del dispositivo de protección contra sobretensiones
La instalación de un pararrayos debe realizarse de acuerdo con los requisitos de la norma IEC 61312.
Las líneas protegidas no deben protegerse en paralelo con líneas no protegidas durante el cableado para evitar la recurrencia de fenómenos de inducción en las líneas protegidas.
La longitud del cable de conexión del pararrayos debe ser inferior a 0.5 m. De lo contrario, un cable de conexión demasiado largo puede provocar caídas de tensión adicionales, que aún podrían dañar el equipo.
El pararrayos debe estar bien conectado al sistema de puesta a tierra. Si el pararrayos se instala dentro de la caja de distribución, un cable de 16 mm2 o más deben conectarse desde la barra colectora de tierra de la caja de distribución al sistema de puesta a tierra.
Principios de instalación del dispositivo de protección contra sobretensiones.
El voltaje del cable.
Principios de instalación
El dispositivo de protección contra sobretensiones adecuado (dispositivo protector contra sobretensiones) conexión
Si la longitud de la línea de conexión del pararrayos no puede ser inferior a 0.5 metros debido a las condiciones del lugar, se requiere un método de conexión en forma de V.
Tenga en cuenta que cuando se utiliza una conexión en forma de V para el pararrayos, la distancia entre las líneas de entrada y salida debe separarse lo más posible durante el despliegue.
Selección del interruptor de aislamiento
Componente del interruptor conectado
La importancia de la distancia entre el equipo y el dispositivo de protección contra sobretensiones (dispositivo de protección contra sobretensiones)
Protección contra sobretensiones de rayos 10/350 µs
- Medidas de protección externa contra rayos – Conducción, puesta a tierra
- Medidas internas de protección contra rayos – Conducción, desvío, puesta a tierra
Productos de dispositivos de protección contra sobretensiones tipo desvío Gap
Tres problemas principales con los dispositivos tradicionales de protección contra sobretensiones de tipo espacio:
- Fuga de arco – combustión
- Oxidación de electrodos: cambios en el voltaje de conducción.
- Interrupción de la continuidad – cortocircuito en el suministro eléctrico
Protección aproximada: protección contra rayos directos
Descargador de sobretensiones de grafito multicapa
1. Voltaje de arranque del arco extremadamente bajo: el voltaje límite es muy bajo.
2. Tecnología confiable de extinción de arco: sin corriente de seguimiento de frecuencia eléctrica.
3. Embalaje sellado retardante de llama: no es necesaria una instalación aislada.
4. Capacidad de corriente de alta energía: se utiliza para protección directa contra rayos.
5. Vida útil ultralarga: ahorra costes de uso.
Protector contra sobretensiones tipo B+C para pequeños centros de datos
Principales indicadores técnicos
1. Componente protector contra sobretensiones nivel B+C
2. Tensión nominal (V) 220/380 VCA
3. Voltaje de funcionamiento continuo máximo seguro 385 VCA, monofásico
4. Potencia nominal (kW) 20 KW
5. Corriente de impulso (10/350 μs) 25 kA por línea
6. Corriente de descarga nominal (8/20 μs) por línea 100 kA
7. Tiempo de respuesta (ns) ≤25ns
8. Tensión residual a corriente de descarga nominal (100kk/8/20μs) ≤1.2kV
9. Temperatura de funcionamiento (℃) -40 a +80 ℃
10. Ruido audible Ninguno cuando no se activa ninguna alarma
11. Contacto de señalización remota (A/V): tipo de contacto seco
12. Corriente de fuga: ≤10uA, corriente de fuga total
13. Frecuencia (Hz): 40~60Hz
14. Indicador de funcionamiento monofásico/trifásico Indicador LED trifásico
15. Función de contador de sobretensiones: contador LED de 4 dígitos
16. Tensión de conducción nominal (V): ≥2.2U (484V)
17. Voltaje de conducción más alto (V): 647 V
18. Altitud aplicable (m): ≤10000 sobre el nivel del mar
19. Requisito de conexión a tierra (Ω): ≤10Ω (resistencia a tierra de impacto)
20. Sección transversal del cable (mm²): 16 a 35 mm² (cable con núcleo de cobre multifilar)
21. Método de cableado: bloque de terminales
22. Modo de protección: 3+1 u otros métodos
23. Método de conexión: conexión en serie
24. Visualización del estado de la caja de protección contra rayos Alarma sonora y luminosa, interfaz de señalización remota
Línea completa de productos
- Solución general
- Gama completa de protectores contra sobretensiones (dispositivo de protección contra sobretensiones)
- Todos los productos son inspeccionados por el Producto de Comunicación del Ministerio de la Industria de la Información.
- Centro de Inspección y Supervisión de Calidad del Desempeño de Protección y Centro de Pruebas de Protección contra Rayos de Beijing.
Solución
Solución de sistema de sala de comunicación
Solución de sistema de estación base de comunicación
