Pararrayos tipo 1, tipo 2 y tipo 3: diferencias y aplicaciones
Los dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD, por sus siglas en inglés) son la primera línea de defensa contra protector contra sobretensiones causadas por rayos o maniobras de conmutación. Sin embargo, no todos protector contra sobretensiones son iguales: la norma IEC 61643 define tres tipos distintos, cada uno con una función específica en la cadena de protección. Comprender sus diferencias es fundamental para diseñar una protección eficaz y conforme a la normativa.
¿Qué es un protector contra sobretensiones (SPD) según la norma IEC 61643?
Un dispositivo de protección contra sobretensiones (SPD, por sus siglas en inglés) es un componente diseñado para limitar las sobretensiones transitorias y desviar las corrientes de los rayos. La norma IEC 61643-11 define los requisitos de rendimiento, ensayo y marcado para los SPD destinados a redes de baja tensión.
- Protección de equipos eléctricos y electrónicos contra sobretensiones
- Desviación de la corriente del rayo a tierra (flujo controlado)
- Limitación de la tensión residual (Arriba) transmitida a los equipos posteriores
- Tres categorías definidas por la norma IEC 61643: Tipo 1, Tipo 2, Tipo 3
Además, la elección del tipo adecuado de protector contra sobretensiones depende de su ubicación en la instalación eléctrica y del nivel de protección requerido.
Pararrayos tipo 1 (T1): primer nivel de protección
Los protectores contra sobretensiones de tipo 1 son los más robustos. Están diseñados para proteger las instalaciones contra los efectos directos de un rayo, especialmente cuando hay un pararrayos en el edificio o cuando la línea eléctrica está suspendida en el aire.
- Ubicación : al inicio de la instalación, en el cuadro de distribución principal de baja tensión (TGBT), aguas abajo del contador.
- Prueba estandarizada : onda de corriente de 10/350 µs (Iimp) — representativa de un rayo directo
- Corriente de pulso (Iimp): típicamente de 12,5 kA a 100 kA dependiendo del modelo.
- Tecnología : descargador de chispa de gas o varistor de alta energía
- Obligatorio si el edificio está equipado con un pararrayos o si la línea es aérea y no está protegida.
De este modo, el pararrayos de tipo 1 interrumpe la corriente principal del rayo antes de que llegue a los equipos. Sin embargo, por sí solo no es suficiente: la tensión residual Up de un pararrayos de tipo 1 suele ser demasiado alta para proteger los equipos sensibles.
Supresor de sobretensiones tipo 2 (T2): protección contra sobretensiones inducidas
Los protectores contra sobretensiones de tipo 2 son los más comunes en las instalaciones eléctricas. Protegen principalmente contra sobretensiones provocadas por rayos cercanos, conmutaciones de red y fenómenos electromagnéticos.
- Ubicación : en un cuadro de subdistribución, aguas abajo del Tipo 1 o en el cuadro de distribución principal si no hay pararrayos.
- Prueba estandarizada : forma de onda de corriente de 8/20 µs (Imax) — representativa de una sobretensión inducida.
- Corriente de descarga máxima (Imax): típicamente de 40 kA a 80 kA
- Corriente de descarga nominal (In): típicamente 20 kA (valor de referencia IEC 61643)
- Tecnología : principalmente varistor (MOV)
Por lo tanto, el Tipo 2 es el nivel mínimo de protección recomendado en cualquier instalación según la norma NF C 15-100, incluso en ausencia de un pararrayos.
Pararrayos tipo 3 (T3): protección delgada en la salida del equipo
Los protectores contra sobretensiones de tipo 3 ofrecen una protección precisa para equipos electrónicos sensibles. De hecho, incluso después de pasar por un T1 y un T2, la tensión residual aún puede superar la rigidez dieléctrica de algunos dispositivos.
- Ubicación : en las inmediaciones del equipo que se va a proteger (protectores contra sobretensiones, cajas de protección).
- Prueba estandarizada : onda combinada 1,2/50 µs – 8/20 µs
- Tensión de protección residual (arriba): muy baja, generalmente < 1 kV
- Aplicaciones típicas : informática, telecomunicaciones, automatización industrial, equipos médicos.
- No se puede usar solo; debe ir precedido de un T1 y/o un T2
Coordinación T1 + T2 + T3: una obligación según la norma IEC 62305-4
La coordinación de los niveles de protección es un aspecto fundamental que a menudo se pasa por alto. Además, la norma IEC 62305-4 especifica los requisitos de coordinación para garantizar la eficacia de todo el sistema.
- Distancia mínima entre T1 y T2: generalmente ≥ 10 m de cableado (de lo contrario, se requiere un desacoplador)
- Distancia mínima entre T2 y T3: generalmente ≥ 5 m de cableado
- Si la distancia es insuficiente: utilice detectores de puntos de control coordinados (T1+T2 en un solo dispositivo)
- La tensión de protección residual de cada etapa debe ser ≥ 80% de la de la etapa siguiente
De este modo, cada etapa descarga una parte de la corriente de sobretensión, reduciendo progresivamente la tensión residual a un nivel seguro para el equipo final.
Protector contra sobretensiones vs. pararrayos: dos protecciones complementarias
Un error común es pensar que los protectores contra sobretensiones y los pararrayos son incompatibles. Sin embargo, abordan amenazas diferentes y son estrictamente complementarios.
- Pararrayos (IEC 62305-3): capta y disipa la corriente de un impacto directo sobre la estructura.
- Pararrayos (IEC 61643): protege contra sobretensiones transitorias inducidas en redes eléctricas.
- Un rayo que caiga a 1 km de distancia puede inducir sobretensiones ≥ 10 kV en una línea eléctrica sin protección
- Un protector contra sobretensiones no protege contra un impacto directo; un pararrayos no protege contra sobretensiones inducidas
Por lo tanto, la protección completa según la norma IEC 62305 incluye sistemáticamente ambos niveles de protección.
Criterios para elegir un pararrayos
- Tipo : T1, T2 o T3 según la posición en la instalación.
- Iimp / Imax : corriente de impulso adaptada a la exposición al riesgo de rayos
- Arriba : tensión de protección residual: lo más baja posible, ≤ 1,5 kV para T2
- Uc : tensión máxima de funcionamiento continuo — superior a la tensión nominal de la red
- En : corriente de descarga nominal: 20 kA mínimo para T2 en aplicaciones residenciales
- Desconectador térmico : seguridad al final de la vida útil del protector contra sobretensiones.
Puesta a tierra — Condición Sine Qua Non
Un protector contra sobretensiones sin un puesta a tierra eficaz es inútil e incluso peligroso. Por lo tanto, la calidad del sistema de puesta a tierra determina directamente la eficacia del protector contra sobretensiones.
- Resistencia de tierra ≤ 10 Ω (recomendación IEC 62305-3)
- Conexión entre el SPD y tierra mediante conductores de sección transversal adecuada.
- Estacas de tierra instaladas y medidas correctamente.
- Conexión equipotencial entre todos los puntos de puesta a tierra de la instalación
Monitoreo de Protector Contra Sobretensiones con LPS Manager
tienen protector contra sobretensiones una vida útil limitada. Cada sobretensión absorbida degrada ligeramente el varistor. Sin embargo, LPS Manager permite supervisar el estado de cada SPD en la instalación y prever su reemplazo.
- Registro de todos los dispositivos protector contra sobretensiones en la instalación, incluyendo referencias y fechas de instalación
- Seguimiento del estado del indicador de fin de vida útil (ventana de control)
- Recordatorios para inspecciones y reemplazos periódicos
- Integración con Strike Radar : alerta de verificación después de cada impacto detectado.
- Informes de inspección que incluyen el estado de todos los SPD
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre los protectores contra sobretensiones de tipo 1 y tipo 2?
Los protectores contra sobretensiones de tipo 1 están diseñados para proteger contra los efectos directos de un rayo; se prueban con una forma de onda de 10/350 µs que representa un rayo real. Los de tipo 2 protegen contra sobretensiones inducidas; se prueban con una forma de onda menos energética de 8/20 µs. Los de tipo 1 deben instalarse en el cuadro de distribución principal (TGBT) si hay un pararrayos; los de tipo 2, en los cuadros de subdistribución.
¿Dónde se debe instalar un protector contra sobretensiones de tipo 1?
El protector contra sobretensiones tipo 1 debe instalarse en el cuadro de distribución principal de baja tensión (TGBT), aguas abajo del interruptor principal (medidor), antes de que cualquier circuito derivado llegue a los cuadros de subdistribución. Es obligatorio cuando el edificio cuenta con un pararrayos o cuando el suministro eléctrico es aéreo y no subterráneo.
¿Es suficiente un protector contra sobretensiones de tipo 2 sin uno de tipo 1?
Si el edificio no cuenta con pararrayos y el suministro eléctrico es subterráneo (cable subterráneo conectado a la red), un protector contra sobretensiones de tipo 2 puede ser suficiente para una protección básica. Sin embargo, si hay un pararrayos o la línea es aérea, es obligatorio un protector contra sobretensiones de tipo 1 además del de tipo 2.
¿Se puede utilizar un protector contra sobretensiones de tipo 3 por sí solo?
No. El protector contra sobretensiones tipo 3 está diseñado exclusivamente como protección de precisión complementaria. No puede absorber corrientes de impulso elevadas y debe ir precedido de un protector contra sobretensiones T1 y/o T2 para atenuar la mayor parte de la sobretensión. Si se utilizara solo, se destruiría durante una sobretensión significativa.
¿Cuál es la vida útil de un protector contra sobretensiones?
La vida útil de un protector contra sobretensiones depende de la cantidad y magnitud de las sobretensiones que absorbe. Generalmente, su vida útil nominal es de 10 a 15 años en condiciones normales. Sin embargo, tras una descarga eléctrica importante, el indicador de fin de vida útil (ventana de monitoreo) puede señalar la necesidad de un reemplazo inmediato.
¿Un protector contra sobretensiones protege contra un impacto directo de un rayo?
No. Un protector contra sobretensiones no protege contra un impacto directo de un rayo en la estructura o los cables. La protección contra impactos directos la proporciona un pararrayos (IEC 62305-3). Un protector contra sobretensiones solo protege contra sobretensiones transitorias inducidas en la red eléctrica por rayos cercanos.
¿La norma NF C 15-100 requiere un protector contra sobretensiones de tipo 2?
Sí. La norma NF C 15-100 (edición 2015) exige la instalación de un protector contra sobretensiones de tipo 2 en el cuadro eléctrico principal de todas las instalaciones eléctricas residenciales nuevas o reformadas, salvo que la alimentación provenga de una red subterránea en una zona de baja densidad de rayos. Este es un requisito reglamentario en Francia para las construcciones nuevas.
