Categoría de Sobretensión [CAT I-CAT II-CAT III-CAT IV]
Categoría de sobretensión [CAT I-CAT II-CAT III-CAT IV] en multimetros
Como sabemos, la sobretensión es un aumento drástico de la tensión eléctrica por encima de los valores pre establecidos entre dos puntos de una instalación eléctrica o cualquier circuito eléctrico en general. Este aumento por lo general puede provocar una serie de accidentes como quemaduras para el personal que esta operando equipos de alta tensión, porvocando hasta la muerte; también envejecimiento de los equipos que operan con estas tensiones, hasta la total destrucción de estos. Si no se cuenta con la protección necesaria para mitigar los daños en los equipos, instalaciones y el personal que está operando estos equipos los cuales obviamente trabajan con estas tensiones altas puede darse un desastre total y consecutivamente generar un accidente. Pero no siempre se trabaja con tensiones altas, por tal razón se categorizan las distintas tensiones.
Tipos de Sobretensiones
Actualmente existen dos tipos de sobretensiones que son:
Sobretensiones permanentes: Las sobretensiones permanentes son aumentos de tensión superior al 10 por ciento de la tensión nominal y de duración indeterminada, generalmente debido a la descompensación de las fases, habitualmente causada por la rotura del neutro. La rotura de neutro provoca una descompensación en las tensiones simples, lo que produce en los receptores reducción de vida útil, destrucción inmediata e incluso incendios.
La alimentación de equipos con una tensión superior a aquella para la que han sido diseñados puede generar:
- Sobrecalentamiento de los equipos
- Reducción de la vida útil
- Incendios
- Destrucción de los equipos
- Interrupción del servicio
El uso de estos protectores es indispensable en áreas donde se dan fluctuaciones del valor de tensión de la red.
Normativa relativa a las sobretensiones permanentes
Según el Artículo 16.3 del REBT 2002, "los sistemas de protección para las instalaciones interiores o receptoras para baja tensión impedirán los efectos de las sobreintensidades y sobretensiones que por distintas causas cabe prever en las mismas y resguardarán a sus materiales y equipos de las acciones y efectos de los agentes externos."
En determinadas zonas, el uso de dispositivos de protección contra sobretensiones, tanto permanentes como transitorias, es obligatorio de acuerdo con las normas técnicas particulares de las compañías eléctricas. Estas refuerzan el cumplimiento del artículo 16.3 del REBT 2002 e inciden en la obligación de la instalación de protectores contra sobretensiones permanentes.
Sobretensiones transitorias: Las sobretensiones transitorias son picos de tensión que pueden alcanzan valores de decenas de kilovoltios y una duración del orden de microsegundos. Pueden ser originados por el impacto de un rayo o fenómenos atmosféricos (la principal causa) o por conmutaciones en la red.
- Daños graves o destrucción de los equipos
- Interrupción del servicio
Normativa relativa a sobretensiones transitorias
Según el Artículo 16.3 del REBT 2002, "los sistemas de protección para las instalaciones interiores o receptoras para baja tensión impedirán los efectos de las sobreintensidades y sobretensiones que por distintas causas cabe prever en las mismas y resguardarán a sus materiales y equipos de las acciones y efectos de los agentes externos.
Además, la instrucción técnica complementaria (ITC-23) del REBT, de obligado cumplimiento, indica que se precisa la protección contra sobretensiones transitorias, cuando:
- la línea es total o parcialmente aérea.
- es conveniente una mayor seguridad:
- continuidad de servicio
- valor económico de los equipos
- pérdidas irreparables
Esta Instrucción Técnica se desarrolla más ampliamente en la Guía ITC-23, donde se detallan las situaciones en las que el uso de protección contra sobretensiones es un requisito obligatorio y en los cuales es recomendable
Categoría de sobretensiones transitorias
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| Figura 1 |
- Categoría I-CAT I: El equipo está conectado a una red especial AC con medidas para reducir los transitorios. Ejemplo: Equipos con tensión suministrada a través de un filtro externo o un generador impulsado por motor.
- Categoría II-CAT II: El equipo está conectado (permanentemente o no) a la tensión suministrada por el cableado del edificio. En esta categoría entran la mayoría de los aparatos conectados en el edificio. Ejemplo: Electrodomésticos.
- Categoría III-CAT III: El equipo que será una parte integral del cableado del edificio. Ejemplo: Paneles de fusibles.
- Categoría IV-CAT IV: El equipo que se conectará al punto donde la red eléctrica entra al edificio. Ejemplo: Contadores de electricidad.
En general estas son las categorías para las sobretensiones transitorias; pero bueno hay que ver como se relacionan con nuestros multimetros. Resulta que cada mulltimetro es diseñado por su fabricante son ciertas características espeiales, es cuanto a protección y tipos de mediciones. Para protegerse de los transitorios, la seguridad debe fundamentarse en el equipo de prueba. ¿Qué especificaciones de rendimiento se deberían tener en cuenta, especialmente si se sabe que se podría trabajar con circuitos de alta potencia? La tarea de definición de los estándares de seguridad para los equipos de pruebas es competencia de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC). Esta organización establece los estándares internacionales de seguridad para los equipos de comprobación eléctricos. Durante años, técnicos y electricistas han utilizado medidores, pero el hecho es que los que fueron diseñados bajo el estándar IEC 1010 ofrecen un nivel de seguridad considerablemente mayor. Veamos cómo se logra esto.
Protección frente a transitorios: El verdadero problema en la protección de los circuitos de los multímetros no es únicamente el intervalo de voltaje en régimen permanente máximo, sino la combinación del régimen permanente y la capacidad de resistencia a la sobretensión transitoria. La protección frente a los transitorios es vital. Cuando se produce un transitorio en los circuitos de alta energía, suele ser más peligroso porque estos circuitos pueden transportar altas tensiones. Si un transitorio provoca un eléctrico arco, la alta tensión puede mantener el arco, produciendo una explosión o ruptura de plasma, que se da cuando el aire circundante se ioniza y se hace conductor. El resultado es un arco eléctrico, que provoca más lesiones por electricidad al año que el conocido riesgo de la descarga eléctrica.Categorías de instalación de sobrevoltaje: El concepto más importante que se debe comprender sobre los estándares es la categoría de instalación de sobrevoltaje. El estándar establece las Categorías I a IV, que a menudo se abrevian como CAT I, CAT II, etc. (véase la figura 1). La división de un sistema de distribución de energía en categorías se basa en el hecho de que un transitorio de alta energía peligroso, como un rayo, podría atenuarse o amortiguarse mientras viaja por la impedancia (resistencia de CA) del sistema. Un número CAT mayor indica que el entorno eléctrico tiene una potencia disponible y unos transitorios de energía superiores. Por esta razón, un multímetro diseñado para un estándar de la CAT III resiste a un transitorio de energía mucho mayor que uno diseñado para los estándares de la CAT II. Dentro de una categoría, una tensión nominal mayor denota una resistencia a un voltaje transitorio mayor, por ejemplo, un medidor de 1000 V de la CAT III tiene una protección superior en comparación con un medidor con clasificación de 600 V de la CAT III. El verdadero error se produce cuando alguien selecciona un medidor con clasificación de 1000 V de la CAT II pensando que es superior a un medidor de 600 V de la CAT III
No es sólo el nivel de voltaje: En la figura 1, un técnico que trabaja en un equipo de oficina en un lugar con CAT I de hecho podría encontrar voltajes de CC mucho mayores que los voltajes de CA en un motor en un entorno de CAT III. Si bien los transitorios de los circuitos electrónicos de CAT I, sea cual sea su voltaje, son claramente un riesgo menor puesto que la energía disponible para un arco es bastante limitada, esto no significa que no haya riesgo eléctrico en los equipos de CAT I o CAT II. El riesgo principal en estos entornos es la descarga eléctrica propiamente dicha, y no los transitorios o arcos eléctricos. Las descargas, que trataremos más adelante, pueden ser tan letales como un arco eléctrico. Por citar otro ejemplo, una línea aerea que va desde una casa hasta un cobertizo puede tener sólo 120 V o 240 V, pero técnicamente es de la CAT IV. ¿Por qué? Cualquier conductor para exteriores está expuesto a transitorios producidos por los rayos de muy alta energía. Incluso los conductores subterráneos son CAT IV porque, aunque no vaya a alcanzarles directamente un rayo, uno que cayera cerca podría inducir un transitorio como consecuencia de la presencia de campos electromagnéticos. Cuando hablamos de las categorías de instalación de sobrevoltaje, tenemos que aplicar las reglas inmobiliarias: ubicación, ubicación, ubicación...
Fuentes:
- http://www.pce-iberica.es/instrumentos-de-medida/metros/categorias-sobretension-info.htm
- http://support.fluke.com/find-sales/download/asset/3926009_7120_spa_i_w.pdf
- https://es.wikipedia.org/wiki/Sobretensión_(electricidad)
- https://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursos-interactivos/el-transporte-de-electricidad/averias-proteccion
Escrito por: Breismam Alfonso Rueda Díaz
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