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Qué dicen las Normas Técnicas sobre el lugar de emplazamiento del DPS SUPRESOR ELECTRICO?
Si quieres saber qué DPS SUPRESOR ELECTRICO se requiere y como instalarlo es indispensable referirnos a las normas técnicas Internacionales IEC (International Electrotechnical Commission) porque es el organismo rector para determinar las practicas y el estado de la técnica en Sistemas de Protección Contra Rayos, y especialmente para el tema que nos ocupa hoy «El DPS SUPRESOR ELECTRICO» y su lugar de emplazamiento.
Hablando de un símil o comparación futbolero, ¿quién cuidará el arco contra los cañonazos como rayos de los mejores artilleros en la copa mundo 2026?
Igualmente al especificar el DPS SUPRESOR ELECTRICO que guardará, protegerá, asegurará su instalación eléctrica deberá contar con el respaldo de las normas técnicas Internacionales IEC la entidad mas idónea especializada y confiable para determinar la categoría, lugar de emplazamiento, y capacidad. Es como el Técnico que consigue el mejor portero porque tal vez implique definición por penaltis.
El jugador clave dentro de un equipo es el DPS SUPRESOR ELECTRICO que se instala en la cabeza de la instalación eléctrica, es decir aguas debajo del interruptor principal en la red eléctrica de baja tensión. Debe ser el mas confiable y seguro capaz de atajar la corriente de rayo atmosférico y las sobretensiones sucesivas, sin destruirse garantizando en el tiempo que es un guardameta confiable y seguro.
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Determinar el lugar de emplazamiento
El tablero principal es la puerta de seguridad que impide que la energía de rayo o energía de sobretension transitoria medida en Joules, rompa el aislamiento eléctrico; el DPS SUPRESOR ELECTRICO que se debe instalar aguas debajo del interruptor principal en baja Tension debe tener la capacidad de resistir y disipar alta energía de rayo sin destruirse.
Para determinar el lugar de emplazamiento del DPS SUPRESOR ELECTRICO es necesario entender los conceptos registrados en las normas internacionales IEC 62305-4 Proteccion contra el Rayo Parte 4: Sistemas eléctricos y electrónicos en estructuras, Capítulo 4. Diseño e instalación del Sistema de Protección contra Impulsos electromagnéticos de rayo (SPCI); recomiendan el método de Zonas de Protección de Rayo (ZPR)
Concepto de zonas de Proteccion de Rayo
Este método divide en zonas espaciales los compartimientos dentro de un edificio según la exposición a los efectos del campo magnético de rayo, que se traduce en una elevación del potencial en voltios en proporción con la energía de impulso de rayo calculada al 50%. Por ejemplo un impacto de rayo de 200 kA, directo sobre el edificio a proteger, o directo sobre la red eléctrica, también si es cercano considerado como rayo indirecto; puede generar una elevación considerable de 100 kV o mayor dependiendo del valor de la resistencia Ohmica de la toma de tierra.
Este valor es el resultado de multiplicar 100 kA (el 50% de la corriente de impulso del rayo de 200 kA) por el valor de la resistencia Ohmica de toma de tierra que si es de 1 Ohm entonces nos da 100 kV.
Esto hace indispensable la instalación de un DPS SUPRESOR ELECTRICO con capacidad de disipar alta energía de rayo, aquí entra en juego la categoría del DPS SUPRESOR ELECTRICO según la norma internacional IEC 61643-11 y la capacidad del mismo según el Nivel de Proteccion de rayo NPR; el cual se calcula en el estudio de riesgo por rayo recomendado por la norma internacional IEC 62305-2.
Diferencias entre energía de rayo y Energía de Sobre Tension
La corriente de Rayo se presenta como Iimp (impulse discharge current for class I test, Iimp); es el valor pico de una corriente de descarga que recibe el DPS SUPRESOR ELECTRICO con transferencia de carga específica Q y energía específica W/R en una magnitud de tiempo especificado entre 300 micro segundos y 1.000 microsegundos. Este tipo de prueba se realiza con ondas 10/350 µs
La corriente de descarga nominal para pruebas Clase II que se presenta por fuentes asociadas a conmutaciones en la red eléctrica, o por corto circuito y se representa como
In (nominal discharge current for class II test, In). valor pico de la corriente a través del DPS que tiene una forma de onda de corriente de 8/20. µs
¿Cuál es la diferencia entre estas dos corrientes, por un lado la corriente de rayo y por otro lado la corriente de sobre tensión?
Si comparamos magnitudes iguales, por ejemplo 1 kA de onda 10-350 µs, con una magnitud de corriente de 1 kA del tipo de onda 8-20 µs; veremos que hay una diferencia muy grande en la cantidad de energía de rayo que supera 25 veces la energía de una sobretensión, esto se debe al tiempo de duración.
Podrás pasar la mano solo un instante sobre la llama de una vela pero no puedes hacer lo mismo sobre la llama azul. El tiempo es la clave para entender que hay una diferencia muy grande con la corriente de rayo vs la corriente de sobretensión y también la cantidad de energía de rayo es como una ola gigante de un tsunami.
La zona ZPR 3 es el lugar donde se encuentran los equipos electrónicos mas sensibles, (UPS, Computador de flujo, actuadores, equipos de diagnóstico de imágenes; es la UCI unidad de cuidados Intensivos del paciente delicado; etc.) esta zona espacial requiere un sistema de protección coordinado con los otros defensores del equipo de futbol que deben evitar que ingresen al area de meta o area chica cualquier amenaza. Como ejemplo de un equipo sensible están los equipos cuyo nivel de aislamiento esta entre 240 V., 800 V., o 1500 V. El nivel de aislamiento se puede calcular multiplicando por 10 el nivel de tension en voltios. La siguiente area es la ZPR 2 equivale al area de penal en la cancha de futbol esta muy cerca del arco; la zona de rayo ZPR 1 desde donde se pueden producir disparos peligrosos de media distancia; y por ultimo la Zona de Rayo cero donde la energía de rayo directo es devastadora.
En términos de campo electromagnético de rayo EMR entre mas cerca al punto de impacto de rayo será mas elevado el campo magnético, mayor la cantidad de energía, mayor la cantidad de calor, mayor la cantidad de fuerza electromotriz. Lo que recomiendan las normas técnicas IEC es atenuar de forma segura esa energía; veamos como se hace:
1.- Nivel de Tensión
El nivel de tensión del cuadro de potencia debe compararse con el nivel de tensión del DPS SUPRESOR ELECTRICO; en una industria es común encontrar en el tablero general un nivel de tensión de 440 Voltios, eso quiere decir que entre fase y neutro F-N o entre fase y tierra F-PE encontramos un nivel de tension medido de 255 Voltios.
2.- Cantidad de corriente nominal en Amperios
La corriente nominal en amperios nos habla del tamaño del sistema de potencia, la cantidad de la corriente de corto circuito muestra la robustez el tamaño del sistema de potencia; también nos muestra el tamaño del interruptor general o principal; esta información es muy importante para determinar las características técnicas del DPS SUPRESOR ELECTRICO y su Clasificación.
3.- Espacio de emplazamiento en el tablero
El espacio para el DPS SUPRESOR ELECTRICO es muy importante porque necesitamos bornes de conexión, y principalmente calcular que la medida de cables de fase sumado a los cables de conexión con tierra no supere 1 metro de distancia, esto se debe a que la impedancia de cables con magnitudes de corriente muy elevadas varia la seguridad de nuestro sistema de potencia.
Es por eso que un DPS SUPRESOR ELECTRICO con FUSIBLE integrado se convierte en una forma de suplir los requerimientos de emplazamiento requeridos por la norma internacional IEC 60354-5-53
4.- Zona de proteccion de rayo ZPR
Recordemos que entre mas cerca al rayo encontramos mayor cantidad de energía, así es que la ZPR 1 es el tablero General o principal aguas debajo del transformador de potencia, Luego encontramos la ZPR 2 que es el Tablero de distribución siempre y cuando este tablero se encuentre dentro del edificio objeto de protección contra rayo y Sobre tensiones.
Si sucede que el tablero de distribución se encuentra fuera del edificio en otro edificio y el cableado de acometida es aéreo y no esta protegido contra campo electromagnéticos, entonces se requiere nuevamente asumir que habra energía de rayo.
La ZPR 4 corresponde al equipo final, este puede ser una maquina o un equipo computo.
5.- Nivel de protección
El NPR se calcula con el método de la norma técnica Internacional IEC 62305-2; la cual establece medidas de protección que incluyen el DPS SUPRESOR ELECTRICO pero caracteriza su capacidad, tipo o Clase; cuando se emplaza el DPS SUPRESOR ELECTRICO el riesgo por rayo se logra mitigar de forma significativa hasta una medida segura.
6.- Tipo de DPS SUPRESOR ELECTRICO
El tipo de DPS SUPRESOR ELECTRICO lo determinan las pruebas de laboratorio bajo condiciones reales de operación y de acuerdo con la norma Internacional IEC 61643-11
Para el caso del Tipo 1 Clase I es un DPS SUPRESOR ELECTRICO que resiste las pruebas con energía de Rayo y Sobretensiones. Tenemos disponibles MODULOS que se arman de acuerdo con el tipo de Regimen de Neutro y Cantidad de energía esperada, desde 200 kA 10/350 µs hasta 12,5 kA 10/350 µs. Los DPS SUPRESOR ELECTRICO Tipo 2 Clase II y los Tipo 3 Clase III están catalogados por las pruebas de acuerdo con la IEC 61643-11.
7.- Coordinación
Para conseguir proteger el equipo electrónico sensible, tenemos que pensar en coordinación energética, porqué? La respuesta está en la norma técnica internacional IEC 61000-4-9-10 (Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4-10: Testing and measurement techniques – Damped oscillatory magnetic field immunity test); la cual establece la inclusión de un varistor pequeño en todos los equipos electrónicos, entonces cualquier DPS SUPRESOR ELECTRICO que instalemos debe tener la capacidad de ver y coordinar con el equipo electrónico final. Esta característica debe estar indicada en la ficha técnica así: Coordinación de energía (≤10 m) Tipo 1, Tipo 2, Tipo 3.
La coordinación se realiza empleando medios técnicos. Esto supone que no es necesario el desacoplamiento entre los tipos 1, 2 y 3 y equipo final. El DPS SUPRESOR ELECTRICO debe cumplir lo dispuesto en la norma de producto IEC 61643-11 / DIN EN 61643-11 y debe poder instalarse en sistemas conforme a IEC 61643-12 / VDE 0675-6-12 e IEC 62305-4 / VDE 0185-4.
8.- Certificación de prueba del DPS SUPRESOR ELECTRICO
Los Certificados de prueba de Laboratorios acreditados ante las autoridades de cada país son una carta de garantía, son una carta de recomendación que dice que si es confiable y seguro.
9.- Soporte técnico
No basta con adquirir un DPS SUPRESOR ELECTRICO confiable y seguro; se requiere el soporte técnico para que el emplazamiento y conexión quede de acuerdo a la norma técnica Internacional IEC 60364-5-53 Low-voltage electrical installations – Part 5-53: Selection and erection of electrical equipment – Devices for protection for safety, isolation, switching, control and monitoring
10.- Equipo final
La dependencia de equipos electrónicos sensibles va en aumento, los centros de control de tráfico, los centros de control de maniobras en la industria, casi todo esta automatizado. Inclusive nuestros electrodomésticos dentro del hogar ya son equipos electrónicos muy avanzados, la cafetera, la lavadora etc. los cuales al sumarlos da un valor económico importante, imposible de reemplazar en una sola compra.
Las Normas Técnicas Internacionales IEC
El conjunto de normas técnicas Internacionales IEC que cito a continuación son necesarias para establecer las medidas de proteccion contra los efectos de los rayos atmosféricos. Estas normas están disponibles en el sitio oficial de IEC: International Electrotechnical Commission
IEC 60364-5-53:2019, Low-voltage electrical installations – Part 5-53: Selection and erection of electrical equipment – Devices for protection for safety, isolation, switching, control and monitoring
IEC 60664-1, Insulation coordination for equipment within low-voltage systems – Part 1: Principles, requirements, and tests
IEC 61000-4-5, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4-5: Testing and measurement techniques – Surge immunity test
IEC 61000-4-9, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4-9: Testing and measurement techniques – Impulse magnetic field immunity test
IEC 61000-4-10, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4-10: Testing and measurement techniques – Damped oscillatory magnetic field immunity test
IEC 61643-11:2011, Low-voltage surge protective devices– Part 11: Surge protective devices connected to low-voltage power systems – Requirements and test methods
IEC 61643-12:2020, Low-voltage surge protective devices – Part 12: Surge protective devices connected to low-voltage power systems – Selection and application principles
IEC 61643-21, Low-voltage surge protective devices – Part 21: Surge protective devices connected to telecommunications and signalling networks – Performance requirements and testing methods
IEC 61643-22, Low-voltage surge protective devices – Part 22: Surge protective devices connected to telecommunications and signalling networks – Selection and application principles
IEC 61643-31, Low-voltage surge protective devices – Part 31: Requirements and test methods for SPDs for photovoltaic installations
IEC 61643-32:2017, Low-voltage surge protective devices – Part 32: Surge protective devices connected to the d.c. side of photovoltaic installations – Selection and application principles
IEC 62561 (all parts), Lightning protection system components (LPSC)
IEC 62305-1:2024, Protection against lightning – Part 1: General principles
IEC 62305-2:2024, Protection against lightning – Part 2: Risk management
IEC 62305-3:2024, Protection against lightning – Part 3: Physical damage to structures and life hazard
IEC 62305-4: 2024, Protection against lightning – Part 4: Electrical and electronic systems within structures
CONCLUSIONES
Las normas técnicas internacionales IEC, adoptadas por Colombia como NTC, adoptadas por Europa como las DIN EN, en general cada país las adopta con un nombre diferente, son indispensables para llevar el estado del arte de Protección contra rayos atmosféricos y Sobre tensiones transitorias a un nivel de seguridad, y confiabilidad extraordinarios.
Como puedes ver también son muchas normas técnicas, se requiere soporte técnico. No dude en escribirnos a SOPORTE TECNICO
nuestros expertos le dará la ayuda gratuita.
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Experto en protección contra rayos y sobretensiones, escritor y director del canal VIVIENDO CON RAYOS, asesor en cientos de proyectos de diseño y consultorías.
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