Principio de protección contra sobretensiones de la fuente de alimentación conmutada
El dispositivo de protección contra sobretensiones (SPD), también conocido como protector contra sobretensiones, es un dispositivo de protección no lineal que se utiliza en sistemas activos para limitar la sobretensión transitoria y guiar la sobretensión de descarga. Se utiliza para proteger sistemas eléctricos o electrónicos con niveles de resistencia de bajo voltaje contra rayos, pulsos electromagnéticos o daños por sobrevoltaje operativo. En los últimos años, los sistemas de información electrónica (como la televisión, el teléfono, las comunicaciones, las redes informáticas, etc.) se han desarrollado rápidamente y han surgido y popularizado una gran cantidad de dispositivos de información electrónica. Estos tipos de sistemas y equipos suelen ser costosos e importantes, con bajos niveles de voltaje operativo y voltaje soportado, lo que los hace altamente susceptibles a los pulsos electromagnéticos de los rayos. Por lo tanto, se debe utilizar SPD para protección contra sobretensiones.
El principio de funcionamiento del SPD
El protector contra sobretensiones es adecuado para la protección de fuentes de alimentación de bajo voltaje de 220/380 V y es un componente no lineal. Según las normas IEC, el protector contra sobretensiones es un dispositivo que se utiliza principalmente para suprimir la sobretensión y la sobrecorriente de la línea de transmisión. El requisito básico para que un protector contra sobretensiones desempeñe una función protectora es resistir la corriente del rayo esperada y extinguir efectivamente la corriente continua de frecuencia industrial generada después del flujo del rayo a través del voltaje de sujeción máximo de la sobretensión. Limita la sobretensión instantánea que ingresa a la línea eléctrica o línea de transmisión de señales al rango de voltaje que el equipo o sistema puede soportar, o descarga una fuerte corriente de rayo al suelo para proteger el equipo o sistema protegido del daño causado por el impacto.
Los tipos y estructuras de protectores contra sobretensiones varían según sus diferentes usos, pero contienen al menos un elemento limitador de tensión no lineal. Los protectores contra sobretensiones de uso común incluyen MOV (MetalOxideVaristores) y tubos de descarga de gas. Las sobretensiones eléctricas contienen una energía poderosa y no se pueden detener. Por esta razón, la estrategia para proteger los equipos eléctricos sensibles contra daños por sobretensión es desviar la sobretensión del equipo y luego fluir hacia el suelo.
El protector contra sobretensiones MOV consta de tres partes: un material de óxido metálico en el medio, conectado mediante dos semiconductores a la fuente de alimentación y al cable de tierra. Cuando se produce una sobretensión, el MOV actúa inmediatamente con un tiempo de respuesta de 1-3 nanosegundos. La "V" en MOV es un reóstato. En el momento de la respuesta, la resistencia del MOV cae desde su valor máximo a casi cero ohmios y la sobrecorriente fluye hacia el suelo a través del MOV. El equipo eléctrico protegido continúa funcionando con el voltaje de funcionamiento normal. Sus componentes semiconductores tienen la propiedad de cambiar la resistencia con los cambios de voltaje. Cuando el voltaje cae por debajo de un valor específico, el movimiento de los electrones en un semiconductor genera una alta resistencia. Por el contrario, cuando el voltaje excede este valor específico, el movimiento de los electrones cambiará y la resistencia del semiconductor disminuirá a casi cero ohmios. El voltaje es normal y el protector contra sobretensiones MOV está inactivo en el costado, sin afectar la línea eléctrica.
Indicadores de las ventajas y desventajas de los dispositivos de protección contra sobretensiones (MOV):
(1) Voltaje de sujeción: representa el valor de voltaje que hará que el MOV se conecte al cable de tierra. Cuanto menor sea el voltaje de sujeción, mejor será el rendimiento de la protección.
(2) Capacidad de absorción/disipación de energía: Este valor nominal representa cuánta energía puede absorber el protector contra sobretensiones antes de quemarse, en julios. Cuanto mayor sea el valor, mejor será el rendimiento de la protección.
(3) Tiempo de respuesta: los protectores contra sobretensiones no se desconectan inmediatamente y habrá un ligero retraso en su respuesta a las sobretensiones.
Otro dispositivo de protección contra sobretensiones común es un tubo de descarga de gas. Estos tubos de descarga de gas tienen la misma función que los MOV: mueven el exceso de corriente desde el cable vivo al cable de tierra y logran esta función utilizando gas inerte como conductor entre los dos cables. Cuando el voltaje está dentro de un rango específico, la composición del gas determina que sea un mal conductor. Si el voltaje aumenta y excede este rango, la intensidad de la corriente será suficiente para ionizar el gas, lo que convierte al tubo de descarga de gas en un muy buen conductor. Conducirá corriente al cable de tierra hasta que el voltaje vuelva a los niveles normales y luego se convertirá en un conductor defectuoso.
