La sobretensión, a menudo denominada oleada de tensión en la jerga técnica, es un aumento temporal de la tensión en su instalación eléctrica. Aunque las caídas de tensión son más comunes, las subidas son potencialmente mucho más dañinas. Una caída suele provocar tiempos de inactividad; una subida, daños físicos directos a los componentes, fallos de aislamiento y averías irreparables en equipos sensibles.
Para los directores de planta y los responsables técnicos de la industria, los centros de datos y el sector médico, es crucial no sólo reconocer, sino prevenir proactivamente este fenómeno. Mientras que una caída de tensión suele tener su origen en el exterior, la causa de una subida de tensión suele estar en la propia instalación o en el punto de transferencia.
Qué es: Un aumento temporal de la tensión RMS (>110%) durante varios periodos de tiempo de hasta un minuto.
Peligro: Daños directos en fuentes de alimentación, circuitos impresos, variadores de velocidad y aislamiento de motores.
Causa: A menudo, la desconexión repentina de grandes cargas, el encendido o apagado de baterías de condensadores o un fallo en la red de alimentación.
Acción: Medir es saber. Analice los datos de calidad eléctrica para determinar si la causa es interna o externa.
Este artículo está dirigido a los profesionales responsables de la fiabilidad operativa y la seguridad de las instalaciones eléctricas:
Según las normas internacionales (como EN 50160 e IEC 61000-4-30), se habla de aumento de tensión cuando el valor eficaz (RMS) de la tensión se eleva por encima del 110% de la tensión nominal, con una duración que oscila entre 10 milisegundos (medio periodo a 50 Hz) y 1 minuto. ¿El aumento dura más de un minuto? Entonces hablamos de una sobretensión estructural(sobretensión), que es otro fenómeno.
Imagine una tubería principal por la que fluye agua a una presión constante. Si de repente cierra un grifo grande mientras el agua fluye a toda velocidad, la presión aumenta enormemente inmediatamente detrás del grifo porque el agua no puede liberar su energía cinética.
En una instalación eléctrica ocurre algo parecido. Si una carga pesada (por ejemplo, un gran motor o un horno) se apaga de repente, la energía de la red no tiene adónde ir. El resultado es un aumento repentino de la tensión en los sistemas de barras colectoras, que se propaga por la instalación como una ola y ejerce presión sobre los equipos conectados.
El impacto de las subidas de tensión suele subestimarse porque se trata de un evento breve. Sin embargo, el contenido energético de una subida puede ser devastador. Mientras que una caída crea una "escasez", una subida crea una "sobredosis" de energía que los componentes tienen que absorber.
Nuance: Gran parte de los equipos modernos son robustos, pero el impacto acumulativo de las marejadas periódicas suele ser la causa de lo que erróneamente se denomina "desgaste natural".
Dado que el oleaje suele ser breve (de milisegundos a segundos), rara vez se ve en un voltímetro analógico. Reconocerá el fenómeno por sus efectos y patrones en su instalación:
1. Desconexión de grandes cargas
Esta es la causa interna más común. Según la Ley de Ohm, una corriente que atraviesa la impedancia de los cables y el transformador crea una caída de tensión. Cuando un gran consumidor de corriente (motor grande, elemento calefactor) cae repentinamente, esta caída de tensión desaparece bruscamente. Como consecuencia, la tensión en la barra colectora aumenta temporalmente hasta situarse cerca o por encima de la tensión en vacío.
Se trata de un fenómeno más complejo. En una red trifásica, cuando se produce un cortocircuito entre una fase y tierra, la tensión de esa fase se desploma. Sin embargo, en las redes que no están efectivamente conectadas a tierra (como las redes de TI o las redes con alta impedancia de puesta a tierra), la tensión en las dos fases sanas puede aumentar drásticamente con respecto a tierra.
La conexión de una batería de condensadores para compensar la corriente reactiva puede resonar con la inductancia del transformador. Esto suele provocar un transitorio oscilante que puede convertirse en un aumento momentáneo de la tensión.
Cuando una gran parte de la carga de un barrio o polígono industrial está caída (por ejemplo, tras un fallo eléctrico en otro lugar), mientras se está generando localmente mucha energía solar fotovoltaica (FV), la tensión puede subir rápidamente antes de que los inversores solares puedan ajustarse o desconectarse.
Resolver los problemas de calidad eléctrica requiere un planteamiento estructurado. No hay una "talla única" que se pueda enchufar. La solución depende de la fuente.
Sin datos, se navega a ciegas. Es necesario realizar un análisis de la calidad de la energía (con equipos que cumplan la norma IEC 61000-4-30 Clase A) para establecer:
Los ingenieros de HyTEPS analizan estos datos para encontrar la causa raíz. ¿Es la batería de condensadores? ¿La toma del transformador? ¿O un fallo externo de la red?
Confusión con los transitorios: Una oleada no es lo mismo que un pico (espiga/transitorio). Un transitorio dura microsegundos, un pico milisegundos o segundos. Los dispositivos de protección contra transitorios (SPD) no sirven contra las marejadas, sino que se queman debido al exceso de energía que contienen.
Cegados por la tensión media: los multímetros suelen medir una media en el tiempo. Una oscilación de 200 ms pasa completamente desapercibida, pero es lo bastante larga como para bloquear su PLC. Necesita un medidor con registro ciclo a ciclo.
Gestión de síntomas: sustituir una fuente de alimentación defectuosa sin investigar la causa. Si la hinchazón vuelve a aparecer, siga sustituyendo componentes.
Centrarse exclusivamente en las caídas de tensión: Muchos sistemas SAI están diseñados para soportar caídas de tensión (funcionamiento con batería). No todos los sistemas SAI soportan bien una tensión de entrada demasiado alta y se desconectan para protegerse.
Subestimar las reacciones de la red: Pensar que el operador de la red siempre suministra unos 230V/400V perfectos. En la transición energética, la tensión de red fluctúa más que antes.
¿Sospecha de una deriva de tensión? Siga estos pasos:
No todas las inmersiones requieren ayuda externa. Sin embargo, en las siguientes situaciones, es aconsejable hablar con un ingeniero de HyTEPS:
Resolver uno mismo los problemas de tensión es posible en instalaciones sencillas. Sin embargo, en entornos complejos, se requieren conocimientos especializados. Contrate a nuestros ingenieros cuando:
Profundice en la tensión y la calidad de la energía:
Caída de tensión: La contrapartida de la subida de tensión, a menudo causada por corrientes de entrada.
Contaminación armónica: distorsión de la forma de onda sinusoidal debida a cargas no lineales.
Transitorios: Picos de tensión de alta frecuencia de muy corta duración.
EN 50160: La norma para la calidad de la tensión en la red pública.
Medición de la calidad eléctrica: cómo cartografiamos su instalación.
Los síntomas suelen ser sutiles hasta que las cosas van mal. Preste atención a fallos inexplicables de las máquinas, luces parpadeantes, cables que se calientan o transformadores que zumban. Además, si los componentes electrónicos (PLC, controladores) fallan antes de lo que indica su vida útil, lo más probable es que la calidad de la energía sea insuficiente. Una medición de la calidad de la energía proporciona la respuesta.
Esto es posible siempre que se disponga de un analizador de calidad eléctrica de alta calidad (según la norma IEC 61000-4-30 Clase A) y de los conocimientos necesarios para interpretar los datos. Recopilar datos es fácil; analizar la correlación entre eventos, armónicos y sus procesos empresariales específicos requiere conocimientos de ingeniería especializados. Estaremos encantados de ayudarle en el análisis.
No por definición. La norma NEN-EN 50160 describe los requisitos mínimos de tensión en el punto de transferencia del operador de red. Sin embargo, los equipos modernos pueden ser más sensibles y funcionar mal aunque la tensión esté dentro de esta norma. Por tanto, nosotros vamos más allá de la norma: nos fijamos en la compatibilidad entre el suministro eléctrico y la carga conectada.
Tranquilidad, seguridad y conocimiento. Obtendrá un diagnóstico claro de la "salud" de su instalación eléctrica. Localizamos la causa de los fallos, lo que le permite evitar paradas imprevistas y reducir el riesgo de incendios o pérdidas innecesarias de energía. Recibirá un informe de asesoramiento concreto con puntos prácticos de mejora.
No, es un concepto erróneo. Un filtro es una herramienta potente, pero no la panacea. A veces, la solución pasa por cambiar la configuración de los transformadores, redistribuir las cargas o ajustar el cableado. HyTEPS siempre recomienda un análisis y una simulación exhaustivos antes de recomendar hardware, para evitar inversiones innecesarias.
Sí, de forma significativa. Los inversores de paneles solares y los controladores de iluminación LED son cargas no lineales que provocan armónicos y a veces supraarmónicos. Esto puede provocar interferencias con otros equipos o sobrecargar el conductor neutro. A la hora de renovar o conservar, es esencial realizar una comprobación de la calidad eléctrica para garantizar la fiabilidad del funcionamiento.
Llamamos a este fenómeno "disparos molestos". A menudo, la causa no es la cantidad total de corriente, sino la distorsión de la corriente (armónicos) o los picos de corriente cortos que su equipo de medición pasa por alto. Esta contaminación puede sobrecalentar las protecciones térmicas o confundir las protecciones electrónicas, provocando su desconexión errónea. Una medición especializada puede averiguar exactamente por qué reacciona una protección.
Para obtener una imagen fiable, solemos medir al menos entre una y dos semanas. Esto es necesario para captar un ciclo de trabajo completo, incluidos los fines de semana y los picos de carga. En caso de averías graves específicas, también podemos realizar mediciones a corto plazo o emplear el "registro continuo de forma de onda" para captar transitorios.
Su instalador es un experto en instalación y mantenimiento (el "médico de cabecera"). HyTEPS es el especialista (el "médico de la calidad eléctrica"). Disponemos de equipos de medición avanzados, software de simulación y profundos conocimientos de ingeniería eléctrica teórica y normativa. A menudo colaboramos con los instaladores para resolver enigmas complejos que escapan a los conocimientos habituales.
Tras la medición, recibirá un informe con conclusiones en un lenguaje comprensible, así como detalles técnicos. Si es necesario, simulamos las posibles soluciones en nuestro software. Así sabrá exactamente cuál será el efecto de una medida de antemano. A continuación, supervisamos la aplicación y verificamos el resultado con una medición de seguimiento.
No siga adivinando la causa de los fallos. Nuestros ingenieros le ayudarán con un diagnóstico claro y una solución que funcione.
HyTEPS
Beemdstraat 3
5653 MA Eindhoven
