Un sistema de suministro de energía tipo IT es un sistema sin conexión a tierra donde todas las partes vivas están aisladas de la tierra, o un punto del sistema está conectado a tierra a través de una gran impedancia. En este tipo de sistemas eléctricos, las partes no vivas del sistema de cableado están conectados a tierra (ver IEC 60364-1: 2005). Un sistema aislado aumenta la fiabilidad operativa y la seguridad de las personas. Estos sistemas se utilizan en metalurgia, minería, construcción naval, petróleo, sistemas de tracción, vehículos, hospitales, entre otros. Hablaremos a continuación sobre estos sistemas y sobre cómo darles una correcta protección contra sobretensiones.

Protección desde la primera falla

La ventaja del sistema aislado es el hecho de que los dispositivos conectados al sistema pueden operar continuamente incluso en caso de una primera falla a tierra.

Después de la primera falla, la tensión de fase de la fase no dañada aumentará al valor de la tensión de línea. Esto debe ser tomado en cuenta al dimensionar los equipos usados. Si la puesta a tierra de partes no vivas del equipo eléctrico se hace correctamente, el sistema es seguro porque cuando la falla ocurre, la pérdida de voltaje no es mayor que el voltaje seguro.

La primera falla debe ser eliminada lo antes posible. La persona responsable debe ser informada sobre esta falla. Cuando ésta ocurre, el sistema IT solo puede funcionar durante el tiempo necesario, y luego la falla tiene que ser eliminada.

Indicación de estado

Para señalar el estado del sistema aislado se deben usar dispositivos de monitoreo de aislamiento. Estos dispositivos indican una caída en el estado del aislamiento debajo del valor preestablecido. Cuando una falla a tierra ocurre en la siguiente fase, se produce el cortocircuito que luego se corta por el elemento de sobrecorriente.

Al utilizar dispositivos de protección contra sobretensiones en sistemas aislados, es necesario asegurarse de que protegen de manera confiable a cada uno de los elementos conectados al sistema.

Vías de Chispas

Uno de los primeros elementos utilizados en la primera etapa de protección, junto al pararrayos, es el “Vías de chispas” (Spark Gap en inglés) en el lado secundario del transformador de aislamiento. Los protectores vías de chispas se utilizan como un elemento no lineal que tiene un largo tiempo de reacción pero una alta capacidad de descarga. Su ventaja cuando es utilizado en sistemas IT es que tiene cero corrientes de fuga (los terminales están separados galvánicamente).

Por lo tanto, no hay necesidad de preocuparse por reacciones no deseadas e indeseables del dispositivo de monitoreo de aislamiento.

Varistor

Otro elemento usado en la primera, segunda y tercera etapa es el varistor, que ofrece un tiempo de reacción rápido y una gran capacidad de descarga.

Sin embargo, cuando una gran cantidad de dispositivos de protección contra sobretensiones basados en varistores son instalados en sistemas aislados, pueden causar problemas resultantes de corrientes de fuga. La suma de sobretensiones de fuga a través de múltiples protectores pueden alcanzar el valor de activación de el dispositivo de monitoreo de aislamiento utilizado en el sistema.

Por lo tanto, es necesario instalar un tubo de descarga de gas en serie con el varistor (o con la sección varistor en un sistema trifásico), porque el tubo de descarga de gas se comporta, en su estado inactivo, como un aislante con una alta resistencia óhmica y con una larga vida.

Descargador combinado de pararrayos y sobretensiones

HAKEL, recientemente presentó un nuevo producto para sistemas IT de 3x500V, ampliamente utilizado en la industria pesada.

El producto está marcado como HLSA 21-600/3+1 M S IT – combinando un pararrayos y protector de sobretensiones de tipo 1+2. Es un pararrayos basado en varistor en combinación con un potente tubo de descarga de gas conectado en serie; gracias a esta conexión no habrán fallas no deseadas en estos sistemas por fuga de corriente. El descargador se instala en los límites de las zonas LPZ 0-1 y superiores (según IEC 62305 y EN 62305 ed. 2), donde proporciona unión equipotencial y descarga de ambos, la corriente del rayo y la conmutación.

Una de las otras grandes ventajas de este protector es la opción de instalarlo en sistemas aislados 3x500V con un conductor central, en este caso, se puede utilizar un bloque de terminales CP/N.

Es importante tener en cuenta que este protector contra sobretensiones se produce en versión modular, por lo que el el operador puede reemplazar módulos individuales con mucha rapidez. Por supuesto, también hay señales visuales y remotas ante fallas.

GAL Electric es representante de HAKEL en Colombia, así que no dude en contactarnos para saber más sobre las soluciones que puede aplicar en el sistema aislado de su empresa.