Dispositivos de Protección Contra Sobretensiones en CD y CA

Los dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD, por sus siglas en inglés) se utilizan tanto en sistemas de corriente directa (CD) como en sistemas de corriente alterna (CA) para proteger los equipos electrónicos de sobretensiones transitorias, como las causadas por rayos o conmutación de cargas. Sin embargo, existen diferencias clave entre los SPD para CD y CA debido a la naturaleza de la corriente que manejan.

Diferencias en la tecnología y diseño:

●SPD para CA: Los SPD para CA suelen emplear varistores de óxido de zinc (MOV) o descargadores de gas (GDT) como componentes principales de protección. Estos componentes ofrecen una baja impedancia al paso de la sobretensión, desviándola a tierra y protegiendo así el equipo conectado. Los SPD para CA se diseñan para trabajar con la frecuencia de la red eléctrica (50 Hz o 60 Hz) y para soportar las sobretensiones típicas que se producen en estos sistemas.

●SPD para CD: Los SPD para CD también pueden utilizar MOV, pero también se usan diodos supresores de voltaje transitorio (TVS) y tiristores. Los SPD para CD se diseñan para manejar las características específicas de la corriente continua, como la polaridad y la ausencia de cruce por cero. En sistemas fotovoltaicos, los SPD para CD deben ser capaces de soportar las sobretensiones que se producen en el lado de CD del sistema, las cuales pueden ser causadas por rayos, conmutación de cargas o incluso por la operación normal del sistema.

Diferencias en la selección y aplicación:

• SPD para CA: La selección de un SPD para CA se basa en la tensión nominal del sistema, el nivel de protección requerido (Up) y la capacidad de descarga de corriente. Es importante tener en cuenta la distancia de protección para asegurar que el SPD sea efectivo.
• SPD para CD: La selección de un SPD para CD en sistemas fotovoltaicos se basa en la tensión máxima del sistema, el nivel de protección requerido y la capacidad de descarga de corriente. La selección del nivel de protección Up debe considerar la tensión Uw del material. Este valor, proporcionado por el fabricante, describe la capacidad de aislamiento del equipo para soportar sobretensiones.

- Se deben instalar SPDs en el lado de CD del sistema, tan cerca como sea posible del equipo que se va a proteger.

- Si la distancia entre el SPD y el equipo es superior a 10 metros, se pueden requerir SPDs adicionales para compensar las oscilaciones de tensión que pueden ocurrir en el cableado.

- Es fundamental seleccionar SPDs que sean compatibles con la tecnología del inversor y que puedan manejar las formas de onda de tensión presentes en el sistema.

Consideraciones adicionales:

• Los SPD para CD en sistemas fotovoltaicos pueden tener modos de falla en circuito abierto (OCFM) o en cortocircuito (SCFM). Es importante tener en cuenta el impacto de estos modos de falla en el sistema y seleccionar SPDs que tengan mecanismos de desconexión o protección contra cortocircuitos.
• En algunos países, se permite el uso de diodos antirretorno en lugar de SPDs en el lado de CD del sistema fotovoltaico. Sin embargo, la fiabilidad a largo plazo de los diodos antirretorno debe ser garantizada para asegurar una protección efectiva.
• En México, la NOM-001-SEDE-2012 y la NMX-J-549-ANCE-2005 establecen los requisitos para la protección contra sobretensiones en instalaciones eléctricas. Es importante consultar esta norma para asegurar el cumplimiento de las regulaciones locales.

En resumen, los SPD para CD y CA difieren en su tecnología, diseño, selección y aplicación. La comprensión de estas diferencias es fundamental para seleccionar e instalar los SPD adecuados y garantizar la protección de los equipos electrónicos en ambos tipos de sistemas.

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