La protección contra sobretensiones es esencial para la seguridad y continuidad de sistemas eléctricos modernos y críticos. Seleccionar correctamente un DPS según IEC, IEEE y NTC 2050 es vital para evitar daños costosos.
Este artículo explora en profundidad la selección de DPS, abarcando normativas, fórmulas, tablas, ejemplos reales y herramientas inteligentes. Descubre cómo proteger tus instalaciones eléctricas de manera óptima y profesional.
Calculadora con inteligencia artificial (IA) para Selección de DPS (Dispositivos de Protección contra Sobretensiones) – IEC, IEEE, NTC 2050
- ¡Hola! ¿En qué cálculo, conversión o pregunta puedo ayudarte?
- ¿Qué tipo de DPS debo seleccionar para un sistema trifásico de 480 V según IEC 61643?
- Calcular el nivel de protección requerido para un tablero principal en una industria según NTC 2050.
- ¿Qué corriente nominal de descarga (In) es adecuada para un DPS en un hospital según IEEE C62.41?
- Comparar la selección de DPS tipo 1 y tipo 2 para una subestación eléctrica bajo IEC 61643-11.
Tablas de valores comunes para la selección de DPS según IEC, IEEE y NTC 2050
| Norma | Tipo de DPS | Ubicación | Tensión Nominal (Un) | Tensión Máxima Continua (Uc) | Corriente Nominal de Descarga (In) | Corriente Máxima de Descarga (Imax) | Nivel de Protección (Up) | Aplicación Típica |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| IEC 61643-11 | Tipo 1 | Entrada principal | 230/400 V | 255 V | 20 kA | 50 kA | ≤ 2.5 kV | Edificios industriales |
| IEC 61643-11 | Tipo 2 | Tablero secundario | 230/400 V | 275 V | 5 kA | 20 kA | ≤ 1.5 kV | Oficinas, comercios |
| IEC 61643-11 | Tipo 3 | Punto de uso | 230 V | 275 V | 1.5 kA | 4 kA | ≤ 1.0 kV | Equipos sensibles |
| IEEE C62.41 | Categoría C | Entrada de servicio | 120/240 V | 150 V | 10 kA | 40 kA | ≤ 2.0 kV | Residencial |
| NTC 2050 | Tipo 1 | Tablero general | 208/480 V | 320 V | 15 kA | 40 kA | ≤ 2.5 kV | Comercial |
| NTC 2050 | Tipo 2 | Tablero de distribución | 120/208 V | 150 V | 5 kA | 20 kA | ≤ 1.5 kV | Oficinas |
| IEC 61643-11 | Tipo 1+2 | Entrada principal | 230/400 V | 255 V | 12.5 kA | 50 kA | ≤ 2.0 kV | Edificios mixtos |
La tabla anterior resume los valores más comunes de selección de DPS según las principales normativas internacionales y nacionales. Estos valores deben ser ajustados según el análisis de riesgo, la topología de la red y la criticidad de la carga.
Fórmulas para la selección de DPS y explicación de variables
La selección de un DPS adecuado requiere el uso de fórmulas que consideran la tensión, la corriente de descarga y el nivel de protección. A continuación, se presentan las fórmulas más relevantes y sus variables:
Uc = 1.1 × Un
- Uc: Tensión máxima continua admisible por el DPS (V).
- Un: Tensión nominal del sistema (V).
Valores comunes: Para sistemas de 230 V, Uc suele ser 255 V; para 400 V, Uc es 440 V.
In = Valor eficaz de la corriente de impulso (8/20 μs) que el DPS puede soportar repetidamente.
- In: Corriente nominal de descarga (kA).
- Valores típicos: 5 kA, 10 kA, 20 kA según la ubicación y criticidad.
Imax = Máxima corriente de impulso (8/20 μs) que el DPS puede soportar una sola vez.
- Imax: Corriente máxima de descarga (kA).
- Valores típicos: 20 kA, 40 kA, 50 kA.
Up = Valor máximo de tensión residual en los terminales del DPS durante el ensayo de impulso.
- Up: Nivel de protección de tensión (kV).
- Valores típicos: ≤ 1.0 kV (equipos sensibles), ≤ 2.5 kV (tableros principales).
Si Ubicación = Entrada principal ⇒ Tipo 1
Si Ubicación = Tablero secundario ⇒ Tipo 2
Si Ubicación = Punto de uso ⇒ Tipo 3
La correcta aplicación de estas fórmulas y la interpretación de las variables es fundamental para garantizar la protección efectiva de los sistemas eléctricos.
Ejemplos del mundo real sobre selección de DPS según IEC, IEEE y NTC 2050
Ejemplo 1: Selección de DPS para una subestación industrial (IEC 61643-11)
Una subestación industrial opera con un sistema trifásico de 400 V. Se requiere proteger el tablero principal contra sobretensiones de origen atmosférico y de maniobra. El análisis de riesgo indica una alta exposición a descargas directas.
- Paso 1: Determinar la tensión nominal del sistema: Un = 400 V.
- Paso 2: Calcular la tensión máxima continua admisible:
- Uc = 1.1 × Un = 1.1 × 400 V = 440 V
- Paso 3: Seleccionar la corriente nominal de descarga:
- Para subestaciones, se recomienda In ≥ 20 kA.
- Paso 4: Seleccionar la corriente máxima de descarga:
- Imax ≥ 50 kA (por alta exposición).
- Paso 5: Nivel de protección de tensión:
- Up ≤ 2.5 kV (para proteger equipos industriales).
- Paso 6: Tipo de DPS:
- Tipo 1 (por estar en la entrada principal y requerir protección contra descargas directas).
Solución: Seleccionar un DPS Tipo 1, Uc = 440 V, In ≥ 20 kA, Imax ≥ 50 kA, Up ≤ 2.5 kV, conforme a IEC 61643-11.
Ejemplo 2: Selección de DPS para un hospital (IEEE C62.41 y NTC 2050)
Un hospital cuenta con un sistema de distribución de 208/120 V. Se requiere proteger los tableros de distribución que alimentan equipos médicos críticos.
- Paso 1: Tensión nominal del sistema: Un = 208/120 V.
- Paso 2: Tensión máxima continua admisible:
- Uc = 1.1 × 120 V = 132 V (para fase-neutro).
- Paso 3: Corriente nominal de descarga:
- In ≥ 10 kA (por criticidad de la carga).
- Paso 4: Corriente máxima de descarga:
- Imax ≥ 20 kA.
- Paso 5: Nivel de protección de tensión:
- Up ≤ 1.0 kV (para equipos médicos sensibles).
- Paso 6: Tipo de DPS:
- Tipo 2 (por estar en tablero de distribución).
Solución: Seleccionar un DPS Tipo 2, Uc = 132 V, In ≥ 10 kA, Imax ≥ 20 kA, Up ≤ 1.0 kV, conforme a IEEE C62.41 y NTC 2050.
Consideraciones adicionales para la selección de DPS
- Coordinación de DPS: Es fundamental coordinar los diferentes tipos de DPS (Tipo 1, 2 y 3) para evitar la saturación o el fallo prematuro de los dispositivos aguas abajo.
- Topología de la red: Analizar si la red es TT, TN o IT, ya que esto afecta la selección del modo de protección (L-N, L-PE, N-PE).
- Capacidad de cortocircuito: El DPS debe ser capaz de soportar la corriente de cortocircuito disponible en el punto de instalación.
- Normativas locales: Verificar los requisitos específicos de la normativa nacional (como NTC 2050 en Colombia) y las recomendaciones de fabricantes.
- Monitoreo y mantenimiento: Seleccionar DPS con indicadores de estado y posibilidad de monitoreo remoto en instalaciones críticas.
La selección de DPS es un proceso técnico que requiere el análisis detallado de la instalación, la aplicación de normativas y la consideración de la criticidad de la carga. Para mayor información técnica y actualizaciones normativas, se recomienda consultar fuentes como:
La correcta selección y aplicación de DPS garantiza la protección de personas, equipos y la continuidad operativa de instalaciones eléctricas críticas.