¿Por qué el fusible del SPD CA se quema con frecuencia?

Un protector contra sobretensiones AC (también conocido como dispositivo de protección contra sobretensiones o DPS) puede estropearse con frecuencia por varias razones, que pueden estar relacionadas con el diseño, la instalación, el mantenimiento y los factores ambientales externos. A continuación, se presentan algunas causas comunes y explicaciones:

1. Mala Calidad del Protector Contra Sobretensiones

• Clasificación de Voltaje Insuficiente: Si la tensión nominal o la tensión máxima de operación continua (UC) del protector contra sobretensiones es menor que la tensión real del sistema o la tensión de fallo más alta posible, puede estar sometido a una tensión excesiva durante la operación normal, lo que lleva a daños frecuentes o a su rotura.

• Defectos de Fabricación: Los protectores contra sobretensiones de baja calidad pueden tener defectos en sus componentes internos, como varistores de mala calidad o soldaduras defectuosas, que pueden afectar su rendimiento y causar su falla bajo condiciones de sobretensión.

2. Falta de o Inadecuada Protección Frontal

• Falta de Protección Adicional: Según las normas, debe instalarse un fusible o interruptor automático aguas arriba del protector contra sobretensiones para evitar el flujo de corrientes de fallo sostenidas (es decir, corriente de seguimiento de frecuencia de red) si el protector contra sobretensiones falla. Sin esta protección, cuando el protector contra sobretensiones se descompone debido a una sobretensión, la corriente de fallo sostenida puede pasar a través de él, causando sobrecalentamiento o incluso un incendio.

• Selección Incorrecta del Fusible: Incluso si se instala un fusible, si su corriente nominal o tipo no es adecuado, puede no cortar la corriente de fallo a tiempo, lo que lleva a sobrecarga y daño al protector contra sobretensiones.

3. Mala Tierra

• Alta Resistencia a Tierra: El cable de tierra del protector contra sobretensiones debe conectarse a un sistema de tierra confiable, con una resistencia a tierra que cumpla con la norma (generalmente menos de 10 ohmios). Si la tierra es deficiente, las corrientes de rayo no pueden descargarse eficazmente, y el protector contra sobretensiones soportará tensión y corriente excesivas, lo que llevará a su rotura frecuente.

• Especificaciones Inadecuadas del Cable de Tierra: La sección transversal del cable de tierra debe ser suficiente (generalmente al menos 4 milímetros cuadrados) para manejar las corrientes de rayo. Si el cable de tierra es demasiado fino, puede sobrecalentarse y fallar durante un rayo, afectando el rendimiento del protector contra sobretensiones.

4. Actividad Frencuente de Rayos

• Zonas Prone a Rayos: En regiones con actividad frecuente de rayos, especialmente donde el equipo está instalado en campos abiertos o en cimas de montañas (por ejemplo, sistemas fotovoltaicos o subestaciones), el protector contra sobretensiones puede estar expuesto frecuentemente a impactos de rayos. Si el nivel de protección del protector contra sobretensiones es insuficiente para manejar tales impactos frecuentes, puede estropearse con frecuencia.

• Rayos Inducidos: Además de los impactos directos de rayos, los rayos inducidos también pueden introducir sobretensiones a través de líneas de alimentación o líneas de comunicación. Si las medidas de protección multinivel son inadecuadas, los rayos inducidos pueden hacer que el protector contra sobretensiones actúe con frecuencia y eventualmente se estropee.

5. Sobretensiones por Conmutación y Tensiones Transitorias

• Sobretensiones Inducidas por Equipos de Conmutación: Las operaciones de conmutación en circuitos de gran potencia, la conexión o desconexión de cargas inductivas o capacitivas, y la conmutación de grandes sistemas eléctricos o transformadores pueden generar sobretensiones significativas de conmutación y tensiones transitorias. Estas tensiones transitorias pueden superar la capacidad del protector contra sobretensiones, lo que lleva a su rotura frecuente.

• Fluctuaciones de Red: En áreas con voltaje de red inestable, especialmente donde el voltaje fluctúa significativamente, el protector contra sobretensiones puede actuar con frecuencia, particularmente si su tensión máxima de operación continua está cerca del rango de fluctuación de voltaje.

6. Selección Inadecuada del Protector Contra Sobretensiones

• Tensión Máxima de Operación Continua (UC) Incorrecta: Como se mencionó anteriormente, la UC del protector contra sobretensiones debe ser mayor que la tensión de fallo sostenida más alta posible en el sistema. Si el valor de UC es demasiado bajo, el protector contra sobretensiones puede estar sometido a una tensión excesiva durante la operación normal, lo que lleva a daños frecuentes.

• Tensión Residual (Ures) Incorrecta: La tensión residual es la tensión a través del protector contra sobretensiones cuando absorbe una corriente de sobretensión. Si la tensión residual es demasiado alta, puede dañar el equipo de abajo; si es demasiado baja, significa que la tensión máxima de operación continua del protector contra sobretensiones es menor, lo que lo hace propenso a daños frecuentes.

7. Diseño de Protección Multinivel No Coordinado

• Falta de Protección Multinivel: Para proteger eficazmente contra rayos y tensiones transitorias, deben instalarse múltiples niveles de protectores contra sobretensiones en diferentes etapas del sistema de alimentación. Si solo se instala un nivel de protección, o si la coordinación entre niveles es pobre, un solo protector contra sobretensiones puede soportar demasiada energía de sobretensión, lo que lleva a su rotura frecuente.

• Problemas de Coordinación: Los protectores contra sobretensiones multinivel deben trabajar juntos, con el protector de la etapa frontal respondiendo primero para absorber la mayor parte de la energía de sobretensión, mientras que el protector de la etapa posterior maneja la energía restante. Si los tiempos de respuesta o las capacidades de absorción de energía de los protectores no coinciden, un nivel puede sobrecargarse.

8. Protectores Contra Sobretensiones Viejos o Dañados

• Fin de la Vida Útil: Los protectores contra sobretensiones tienen una vida útil limitada, y con el tiempo, sus componentes internos (como varistores) pueden degradarse, reduciendo su rendimiento. Un protector contra sobretensiones envejecido puede ya no absorber eficazmente la energía de sobretensión, lo que lleva a su rotura frecuente.

• Mantenimiento Deficiente: Se requiere una inspección y mantenimiento regular para asegurar que el protector contra sobretensiones permanezca en buen estado. Si se descuida el mantenimiento, el protector contra sobretensiones puede fallar debido a daños en componentes internos o mal contacto.

9. Factores Ambientales Externos

• Alta Temperatura: Las altas temperaturas ambientales pueden afectar el rendimiento del protector contra sobretensiones, haciendo que se sobrecaliente y eventualmente se estropee. Esto es especialmente cierto para los protectores contra sobretensiones instalados al aire libre donde la disipación de calor es pobre.

• Humedad y Corrosión: Ambientes húmedos o gases corrosivos pueden erosionar la carcasa y los componentes internos del protector contra sobretensiones, reduciendo su rendimiento de aislamiento e incrementando el riesgo de cortocircuitos o rotura.

Soluciones

• Seleccionar el Protector Contra Sobretensiones Adecuado: Elija un protector contra sobretensiones con parámetros técnicos apropiados (como la tensión máxima de operación continua, la tensión residual y la corriente de descarga nominal) basándose en el nivel de tensión del sistema, la frecuencia de actividad de rayos y la estabilidad de la red.

• Asegurar una Instalación y Tierra Adecuadas: Instale el protector contra sobretensiones en la ubicación correcta y asegúrese de que tenga un fusible o interruptor automático aguas arriba. Además, asegúrese de que el sistema de tierra cumpla con los requisitos de la norma, con una resistencia a tierra baja.

• Implementar Protección Multinivel: Instale múltiples niveles de protectores contra sobretensiones en diferentes etapas del sistema de alimentación para garantizar una coordinación adecuada y una distribución efectiva de la energía de sobretensión.

• Mantenimiento y Inspección Regular: Inspeccione regularmente el estado del protector contra sobretensiones y reemplácelo si muestra signos de envejecimiento o daño para asegurar que permanezca en óptimas condiciones de funcionamiento.