Vistas: 0 Autor: Editor del sitio Hora de publicación: 2026-10-30 Origen: Sitio
Los transformadores de distribución son componentes esenciales de las redes eléctricas de media tensión, ya que conectan los alimentadores de distribución a los niveles de tensión requeridos por las instalaciones industriales, los edificios comerciales y los consumidores locales.
Sin embargo, los transformadores conectados a líneas aéreas de distribución pueden estar expuestos a sobretensiones transitorias causadas por rayos y operaciones de conmutación. Estos eventos pueden producir tensiones de voltaje que exceden la capacidad de resistencia del aislamiento del equipo.
Los descargadores de sobretensiones de óxido metálico ayudan a limitar estas sobretensiones transitorias y reducir la tensión eléctrica impuesta al aislamiento del transformador.
Seleccionar el descargador correcto requiere más que hacer coincidir su voltaje nominal con el voltaje primario del transformador. Los ingenieros también deben considerar la conexión a tierra del sistema, el voltaje de funcionamiento continuo, la capacidad de sobretensión temporal, el voltaje residual, la coordinación del aislamiento y la disposición de la instalación.
Esta guía explica los factores clave involucrados en la selección de descargadores de sobretensiones para la protección de transformadores de distribución y la información técnica que los compradores deben confirmar antes de solicitar una cotización.
Un transformador de distribución puede estar expuesto a sobretensiones relacionadas con rayos que viajan a lo largo de un alimentador aéreo, incluso cuando los rayos no caen directamente sobre el transformador.
Estos transitorios de voltaje de rápido aumento pueden ingresar a través de los terminales primarios y generar tensión eléctrica adicional en el aislamiento del devanado del transformador.
Las operaciones de conmutación en otras partes de la red eléctrica también pueden producir sobretensiones transitorias que deben considerarse en la coordinación del aislamiento del sistema.
Un descargador de sobretensiones de óxido metálico opera a través de las características no lineales de voltaje-corriente de sus elementos varistores de óxido metálico. En condiciones normales del sistema, el descargador permanece en un estado de alta resistencia. Cuando se produce una sobretensión transitoria adecuada, conduce una sobretensión y ayuda a limitar la tensión resultante.
El descargador no elimina cada sobretensión ni garantiza que un transformador nunca pueda sufrir daños en el aislamiento.
En cambio, su propósito es proporcionar un nivel de protección adecuado que funcione con la capacidad de resistencia del aislamiento del transformador y las características eléctricas de la red.
Por esta razón, la selección de los pararrayos es una parte importante del diseño de protección del transformador y no simplemente una decisión de compra de accesorios.
Cuando los compradores solicitan descargadores de sobretensiones para proteger el transformador, a menudo proporcionan solo el voltaje primario del transformador.
Por ejemplo:
'Necesito descargadores de sobretensiones para un transformador de 11 kV.'
Esto identifica la aplicación general, pero no describe completamente el estrés de voltaje que experimentará el descargador.
El primer paso es confirmar el voltaje nominal y más alto del sistema. Lo siguiente es comprender la disposición de puesta a tierra neutral.
En un sistema efectivamente puesto a tierra, la tensión fase-tierra en condiciones normales de equilibrio está relacionada con la tensión fase-fase dividida por la raíz cuadrada de tres.
Sin embargo, las disposiciones de puesta a tierra con neutro aislado, puesta a tierra resonante u otras disposiciones pueden producir diferentes condiciones de sobretensión temporal durante las fallas a tierra.
Estas condiciones influyen en la tensión de funcionamiento continua requerida y en la capacidad de resistencia temporal a sobretensiones del pararrayos.
Por lo tanto, dos transformadores conectados a redes con el mismo voltaje nominal pueden requerir diferentes clasificaciones de descargadores si sus disposiciones de puesta a tierra o condiciones de eliminación de fallas difieren.
Un transformador de 11 kV no requiere automáticamente un descargador con una Ur de 11 kV.
El mismo principio se aplica a 22 kV, 33 kV y otros sistemas de distribución de media tensión.
Las hojas de datos de los pararrayos generalmente identifican el voltaje nominal (Ur) y el voltaje de funcionamiento continuo (Uc).
Estos parámetros deben evaluarse juntos, pero no son intercambiables.
Uc , también conocido como voltaje máximo de funcionamiento continuo o MCOV en muchas aplicaciones ANSI/IEEE, describe el voltaje continuo de frecuencia industrial que el descargador puede soportar en sus condiciones operativas especificadas.
Ur es el voltaje nominal asociado con las características de servicio operativo especificadas del descargador.
La sobretensión temporal, o TOV, se refiere a una sobretensión de frecuencia eléctrica que puede ocurrir durante un período limitado durante condiciones anormales de la red, incluidas ciertas fallas a tierra.
Seleccionar un descargador con capacidad Uc o TOV insuficiente puede exponerlo a un estrés eléctrico y térmico excesivo.
Por otro lado, aumentar innecesariamente la clasificación del descargador puede generar un voltaje residual más alto para una familia de productos determinada, reduciendo potencialmente el margen de protección disponible para el transformador.
Esto crea un importante equilibrio de ingeniería:
El descargador debe soportar las condiciones de voltaje normales y temporales del sistema de energía y al mismo tiempo proporcionar un nivel de protección suficientemente bajo para el transformador.
La combinación adecuada debería determinarse a partir de las condiciones del sistema y de los datos técnicos del fabricante.
Para obtener una explicación más detallada, consulte nuestra guía relacionada, Tensión nominal del pararrayos contra sobretensiones (Ur) frente a MCOV (Uc): ¿Cuál es la diferencia?
La tensión residual es uno de los parámetros más importantes en la protección contra sobretensiones de transformadores.
Cuando una sobrecorriente fluye a través de un pararrayos de óxido metálico, permanece un voltaje en sus terminales. Esto se llama voltaje residual.
La tensión residual varía según el diseño del pararrayos y la magnitud y forma de onda de la sobrecorriente.
El objetivo fundamental de la coordinación del aislamiento es garantizar que la sobretensión que llega al transformador se mantenga adecuadamente por debajo de su nivel relevante de resistencia al aislamiento.
Para la protección contra sobretensiones por rayos, los ingenieros comúnmente evalúan el voltaje soportado por impulso de rayo del transformador, a menudo denominado Nivel de aislamiento básico (BIL) en la terminología ANSI/IEEE.
El nivel de protección del descargador debe evaluarse frente a los requisitos de resistencia al aislamiento del transformador, incluido un margen de protección adecuado.
Considere dos descargadores diseñados para el mismo sistema de distribución nominal.
Ambos pueden tener clasificaciones de voltaje de operación continua adecuadas, pero sus características de voltaje residual pueden diferir.
El descargador con el nivel de protección más apropiado puede proporcionar una mejor coordinación del aislamiento para el transformador específico, siempre que también cumpla con los requisitos de tensión y energía de la red.
Por este motivo, no es suficiente elegir un descargador basándose únicamente en Ur, Uc o la corriente de descarga nominal.
Un descargador de sobretensiones adecuado debe sobrevivir a las condiciones eléctricas de la red y proporcionar una protección eficaz para el aislamiento del transformador.
Incluso un descargador de sobretensiones seleccionado correctamente puede no proporcionar la protección esperada si su disposición de instalación está mal diseñada.
Este es un tema que comúnmente se pasa por alto.
Durante una sobretensión de rápido aumento, la inductancia de los conductores de conexión produce un componente de tensión adicional. Ese voltaje puede aumentar la tensión experimentada en los terminales del transformador.
Por lo tanto, la tensión de protección efectiva en el transformador puede ser mayor que la tensión residual indicada en la hoja de datos del descargador.
Para la protección de transformadores, el descargador generalmente debe instalarse lo más cerca posible del equipo que se está protegiendo, con conexiones de fase y tierra diseñadas adecuadamente.
La ruta de conexión relevante debe mantenerse corta y directa, cumpliendo al mismo tiempo con los requisitos mecánicos, de separación eléctrica y de puesta a tierra de la empresa de servicios públicos.
Esto se aplica tanto a los transformadores de distribución montados en postes como a los transformadores instalados en subestaciones u otras instalaciones de distribución.
Un descargador de sobretensiones instalado demasiado lejos del equipo protegido puede proporcionar un nivel de protección diferente al de uno instalado directamente adyacente a los terminales del transformador.
Por esta razón, los compradores deben considerar no sólo las especificaciones del descargador sino también la posición de montaje prevista y la disposición de conexión.
Muchos compradores comparan los pararrayos principalmente por sus clasificaciones de corriente de descarga nominal.
Las descripciones típicas de productos pueden incluir descargadores de sobretensiones de óxido metálico de 5 kA o 10 kA.
Sin embargo, un valor de corriente de descarga nominal más alto no significa automáticamente que el producto sea más adecuado para cada transformador de distribución.
La corriente nominal de descarga está asociada a una prueba de corriente de impulso definida. No debe confundirse con la energía total o la capacidad de manejo de carga del descargador en todas las condiciones de operación.
Una selección técnicamente apropiada también puede requerir la consideración de la capacidad de transferencia de carga, el rendimiento energético, el rendimiento en cortocircuito y las características esperadas de la red.
Para un transformador conectado a un alimentador aéreo, la exposición a sobretensiones y las especificaciones de la utilidad relevantes deben guiar la selección.
Para un transformador instalado en una subestación, el proyecto puede imponer diferentes requisitos de protección, aislamiento y clasificación de equipos.
En lugar de preguntar sólo si 5 kA o 10 kA es mejor, los compradores deben confirmar si la configuración completa del descargador cumple con las especificaciones del proyecto.
Los transformadores de distribución se instalan frecuentemente al aire libre, donde las condiciones ambientales pueden afectar el rendimiento y los requisitos de servicio de los descargadores de sobretensiones conectados.
El polvo, la contaminación industrial, los depósitos costeros de sal, la humedad y las variaciones de temperatura pueden influir en el rendimiento del aislamiento externo.
Los descargadores de sobretensiones de óxido metálico con carcasa de polímero se utilizan comúnmente en redes de distribución exteriores porque las estructuras de su carcasa pueden diseñarse para proporcionar un aislamiento externo y una distancia de fuga adecuados.
Sin embargo, la configuración correcta de la vivienda aún depende del entorno real del proyecto.
Por ejemplo, un transformador instalado cerca de la costa puede requerir consideraciones de aislamiento externo diferentes a las de uno que funcione en una región interior relativamente limpia.
Cuando sea relevante, también se deben revisar la altitud de instalación, la temperatura ambiente, la disposición de montaje y los requisitos mecánicos.
La apariencia externa de un producto por sí sola no puede determinar si es adecuado para las condiciones eléctricas y ambientales de un proyecto en particular.
Para proyectos de protección de transformadores, la descripción del catálogo de un producto no debe ser la única base para la aprobación.
Los compradores deben revisar la hoja de datos técnicos del fabricante, la documentación de prueba aplicable y los dibujos dimensionales.
IEC 60099-4 cubre descargadores de sobretensiones de óxido metálico sin espacios para sistemas de alimentación de CA superiores a 1 kV, mientras que IEC 60099-5 proporciona orientación sobre su selección y aplicación.
La documentación de prueba de tipo y la documentación de prueba de rutina tienen diferentes propósitos.
Un informe de prueba de tipo respalda la verificación del diseño del producto relevante o de la configuración probada. Las pruebas de rutina se refieren al producto fabricado de acuerdo con los requisitos de prueba aplicables.
Para licitaciones internacionales de servicios públicos y proyectos EPC, los documentos de prueba proporcionados por el fabricante deben coincidir con el modelo y la configuración técnica reales ofrecidos.
No se debe asumir automáticamente que un informe para un modelo de descargador de sobretensiones cubre todos los voltajes nominales o estructuras de carcasa en la gama de productos de un fabricante.
DGG Power proporciona equipos de transmisión y distribución de media y alta tensión, incluidos descargadores de sobretensiones de óxido metálico con carcasa de polímero para protección de transformadores y redes de distribución.
Nuestra gama de productos de protección contra sobretensiones incluye diferentes clasificaciones de voltaje y configuraciones estructurales para líneas aéreas de distribución, transformadores de distribución, subestaciones y sistemas de energía industriales.
Dependiendo de los requisitos del proyecto, DGG Power puede discutir las clasificaciones eléctricas adecuadas, las estructuras de aislamiento, las dimensiones de instalación y los requisitos de los documentos técnicos.
Los modelos seleccionados de descargadores de sobretensiones DGG están respaldados por documentación de prueba de tipo. La disponibilidad y aplicabilidad de un informe específico se debe confirmar con el modelo real del producto que se cotiza.
Para proyectos de servicios públicos, EPC y distribución, el proceso de selección puede comenzar con los datos del transformador y las especificaciones técnicas en lugar de un modelo de catálogo fijo.
Puedes explorar nuestro Gama de productos de supresores de sobretensiones o vea la Descargador de sobretensiones de óxido metálico con alojamiento de polímero DGG.
Un descargador de sobretensiones correctamente seleccionado e instalado puede ayudar a limitar las sobretensiones transitorias relacionadas con los rayos que llegan al transformador, reduciendo la tensión eléctrica en su aislamiento. Sin embargo, el rendimiento de la protección depende de la coordinación del aislamiento, la disposición de la instalación y las condiciones reales de sobretensión.
Comience confirmando el voltaje más alto del sistema, la disposición de puesta a tierra del neutro y los requisitos de TOV. Luego evalúe la Uc, Ur, la tensión residual y otras características relevantes del descargador frente al nivel de aislamiento del transformador y las especificaciones del proyecto.
No. La corriente de descarga nominal es sólo un parámetro de selección. El producto apropiado depende de la exposición a sobretensiones del proyecto, el nivel de protección requerido, la capacidad de carga y energía y las especificaciones técnicas aplicables.
Para aplicaciones comunes de protección de transformadores de fase a tierra, los descargadores generalmente se instalan cerca de los terminales protegidos del transformador, con conexiones de fase y tierra adecuadas. La ubicación final y la disposición del cableado deben seguir el diseño del sistema y los requisitos de servicios públicos.
Envíe el voltaje primario del transformador, el voltaje más alto del sistema, el método de conexión a tierra, las clasificaciones requeridas del pararrayos si se especifican, el nivel de aislamiento del transformador, las condiciones de instalación, los documentos del proyecto y la cantidad.
Seleccionar un descargador de sobretensiones para la protección de transformadores de distribución implica más que elegir un producto con el voltaje nominal correcto.
Las condiciones eléctricas de funcionamiento determinan si el descargador puede permanecer estable bajo tensiones de tensión normales y temporales. La tensión residual y la coordinación del aislamiento determinan si puede proporcionar un nivel de protección adecuado para el transformador.
La posición de instalación, la longitud de la conexión, el entorno exterior y la documentación de prueba adicional también influyen en la selección final.
Para las empresas de servicios públicos, los contratistas de EPC y los distribuidores eléctricos, revisar estos requisitos antes de realizar el pedido ayuda a crear una base más clara para la evaluación técnica y la adquisición.
¿Busca descargadores de sobretensiones de óxido metálico para protección de transformadores de distribución?
Envíe a DGG Power los parámetros de su transformador, voltaje del sistema, disposición de puesta a tierra, especificaciones técnicas y cantidad de compra.
Nuestro equipo puede ayudarlo a revisar sus requisitos y recomendar una configuración de descargador de sobretensiones adecuada para cotizar.
