La protección contra sobretensiones es esencial para la seguridad y continuidad de sistemas eléctricos críticos en cualquier industria. La correcta selección y cálculo de supresores de sobretensión (TVSS) bajo normativas IEC e IEEE es vital para evitar daños costosos.
Este artículo te guiará en el uso de una calculadora avanzada de TVSS, mostrando fórmulas, tablas, ejemplos y casos reales. Descubre cómo dimensionar y seleccionar el supresor ideal según IEC 61643 e IEEE C62.41.
Calculadora con inteligencia artificial (IA) – Calculadora de supresores de sobretensión (TVSS) – IEC, IEEE
- ¡Hola! ¿En qué cálculo, conversión o pregunta puedo ayudarte?
- ¿Qué TVSS necesito para una red trifásica de 480 V, 100 kA de corriente de cortocircuito?
- Calcular el nivel de protección requerido para equipos sensibles en un hospital según IEC 61643.
- Dimensionar un supresor para un tablero de distribución de 220 V, 50 Hz, 40 kA de descarga.
- ¿Qué TVSS recomienda la IEEE C62.41 para una subestación con riesgo de descargas atmosféricas?
Tablas de valores comunes para la Calculadora de supresores de sobretensión (TVSS) – IEC, IEEE
La selección de un supresor de sobretensión (TVSS) requiere conocer parámetros eléctricos y normativos clave. A continuación, se presentan tablas extensas con los valores más comunes utilizados en la industria, basados en las normativas IEC 61643-11 e IEEE C62.41.
| Parámetro | Descripción | Valores Comunes | Norma Referencia |
|---|---|---|---|
| Tensión nominal (Un) | Tensión de operación del sistema | 120 V, 220 V, 230 V, 277 V, 380 V, 400 V, 480 V | IEC 61643-11 |
| Tensión máxima continua (Uc) | Tensión máxima que soporta el TVSS sin activarse | 150 V, 275 V, 320 V, 385 V, 440 V, 550 V | IEC 61643-11 |
| Corriente nominal de descarga (In) | Corriente que el TVSS puede descargar repetidamente | 5 kA, 10 kA, 20 kA, 40 kA | IEC 61643-11 |
| Corriente máxima de descarga (Imax) | Corriente máxima que puede soportar el TVSS una vez | 20 kA, 40 kA, 65 kA, 100 kA | IEC 61643-11 |
| Nivel de protección de tensión (Up) | Tensión máxima residual durante la descarga | 1.2 kV, 1.5 kV, 2.0 kV, 2.5 kV, 3.0 kV | IEC 61643-11 |
| Tipo de onda de prueba | Forma de onda utilizada para ensayos | 8/20 μs, 10/350 μs, 1.2/50 μs | IEC 61643-11, IEEE C62.41 |
| Clase de TVSS | Ubicación y función del supresor | Clase I, Clase II, Clase III | IEC 61643-11 |
| Ubicación según IEEE | Categoría de instalación | Categoría A, B, C | IEEE C62.41 |
| Frecuencia nominal | Frecuencia de operación del sistema | 50 Hz, 60 Hz | IEC 61643-11 |
Estas tablas permiten identificar rápidamente los valores de referencia para el cálculo y selección de TVSS según la aplicación y normativa vigente.
Fórmulas para la Calculadora de supresores de sobretensión (TVSS) – IEC, IEEE
El cálculo de un supresor de sobretensión requiere aplicar fórmulas específicas para determinar la capacidad de descarga, el nivel de protección y la selección adecuada según la topología del sistema eléctrico.
1. Cálculo de la Corriente Nominal de Descarga (In)
- In: Corriente nominal de descarga (kA)
- Valores comunes: 5 kA, 10 kA, 20 kA, 40 kA
2. Cálculo de la Corriente Máxima de Descarga (Imax)
- Imax: Corriente máxima de descarga (kA)
- Valores comunes: 20 kA, 40 kA, 65 kA, 100 kA
3. Cálculo del Nivel de Protección de Tensión (Up)
- Up: Nivel de protección de tensión (kV)
- Valores comunes: 1.2 kV, 1.5 kV, 2.0 kV, 2.5 kV, 3.0 kV
4. Selección de la Tensión Máxima Continua (Uc)
- Uc: Tensión máxima continua admisible (V)
- Un: Tensión nominal del sistema (V)
- Valores comunes: Uc = 275 V para Un = 230 V
5. Selección de la Clase de TVSS (IEC 61643-11)
- Clase I: Protección contra descargas directas (10/350 μs)
- Clase II: Protección contra sobretensiones inducidas (8/20 μs)
- Clase III: Protección fina para equipos sensibles
6. Selección de Categoría de Ubicación (IEEE C62.41)
- Categoría C: Entrada de servicio (mayor riesgo)
- Categoría B: Tableros de distribución
- Categoría A: Equipos terminales
Estas fórmulas y criterios permiten dimensionar correctamente el TVSS según la ubicación, el nivel de riesgo y la normativa aplicable.
Ejemplos del mundo real: Aplicación de la Calculadora de supresores de sobretensión (TVSS) – IEC, IEEE
Ejemplo 1: Selección de TVSS para un hospital (IEC 61643-11)
Un hospital opera con una red trifásica de 400 V, 50 Hz. Se requiere proteger equipos médicos sensibles en el tablero principal. El nivel de cortocircuito es de 40 kA.
- Un = 400 V
- Uc = 440 V (seleccionado ≥ 1.1 × 400 V)
- In = 20 kA (corriente nominal de descarga)
- Imax = 40 kA (corriente máxima de descarga)
- Up = 2.0 kV (nivel de protección recomendado para equipos médicos)
- Clase = II (protección contra sobretensiones inducidas)
Solución:
- Seleccionar un TVSS Clase II, Uc = 440 V, In = 20 kA, Imax = 40 kA, Up ≤ 2.0 kV.
- Instalar en el tablero principal, asegurando una conexión con conductores cortos y directos.
- Verificar que el TVSS cumpla IEC 61643-11 y cuente con certificación de laboratorio independiente.
Resultado: El hospital queda protegido contra sobretensiones transitorias, minimizando el riesgo de daño a equipos críticos.
Ejemplo 2: Dimensionamiento de TVSS para una subestación industrial (IEEE C62.41)
Una subestación de 480 V, 60 Hz, ubicada en zona de alta incidencia de rayos, requiere protección en la entrada de servicio. El nivel de cortocircuito es de 65 kA.
- Un = 480 V
- Uc = 550 V (≥ 1.1 × 480 V)
- In = 40 kA
- Imax = 100 kA
- Up = 2.5 kV (nivel de protección para equipos industriales)
- Categoría = C (entrada de servicio)
Solución:
- Seleccionar un TVSS con Uc = 550 V, In = 40 kA, Imax = 100 kA, Up ≤ 2.5 kV.
- Instalar en la entrada de la subestación, con conexión directa al embarrado principal.
- Verificar cumplimiento de IEEE C62.41 y pruebas de onda 8/20 μs y 10/350 μs.
Resultado: La subestación queda protegida contra descargas atmosféricas y sobretensiones severas, asegurando la continuidad operativa.
Variables y criterios de selección detallados
Para una correcta selección y cálculo de TVSS, es fundamental comprender cada variable y su impacto en la protección:
- Tensión nominal (Un): Debe coincidir con la tensión de operación del sistema. Seleccionar el TVSS adecuado evita disparos falsos o falta de protección.
- Tensión máxima continua (Uc): Seleccionar Uc ≥ 1.1 × Un para evitar activación prematura por variaciones normales de la red.
- Corriente nominal de descarga (In): Determina la capacidad de soportar impulsos repetidos. Seleccionar según el riesgo de descargas frecuentes.
- Corriente máxima de descarga (Imax): Fundamental en zonas de alto riesgo de rayos o descargas severas.
- Nivel de protección de tensión (Up): Cuanto menor, mayor protección para equipos sensibles. Sin embargo, valores muy bajos pueden aumentar el costo y la complejidad.
- Tipo de onda de prueba: 8/20 μs para sobretensiones inducidas, 10/350 μs para descargas directas.
- Clase de TVSS: Clase I para entrada de servicio, Clase II para tableros, Clase III para equipos terminales.
- Categoría IEEE: C para entrada, B para distribución, A para terminales.
La correcta interpretación de estos parámetros garantiza una protección efectiva y conforme a las normativas internacionales.
Recomendaciones prácticas y enlaces de referencia
- Siempre verificar la compatibilidad del TVSS con la red eléctrica y la normativa local.
- Instalar los TVSS lo más cerca posible del punto a proteger, minimizando la longitud de los conductores.
- Realizar mantenimiento periódico y pruebas funcionales según las recomendaciones del fabricante.
- Consultar las normativas oficiales para actualizaciones y requisitos específicos:
La protección contra sobretensiones es una inversión esencial para la seguridad y continuidad de cualquier instalación eléctrica moderna. Utiliza la calculadora y los criterios aquí presentados para garantizar una selección óptima y conforme a las mejores prácticas internacionales.