Tercera edición de la norma UL 1449 y

Tercera edición de la norma UL 1449 y
supresores de sobretensiones transitorias
Tercera edición de la norma UL 1449
y supresores de sobretensiones
transitorias
Julio 2011, libro técnico
^
TM
1 - Libro Técnico
Tercera edición de la norma UL 1449 y
supresores de sobretensiones transitorias
Índice
• Introducción.............................................................................................. 3
• TVSS y SPD............................................................................................ 4
• Clasificación............................................................................................. 4
• Tipo 1.................................................................................................... 5
• Tipo 2.................................................................................................... 6
• Tipo 3.................................................................................................... 6
• Componentes Tipo 1, 2 y 3.................................................. 6
• Componentes Tipo 4................................................................. 7
• Tipo 5.................................................................................................... 7
• Valores de tensión característicos.......................................... 7
• Corriente de descarga nominal...................................................... 8
2 - Libro Técnico
Tercera edición de la norma UL 1449 y
supresores de sobretensiones transitorias
Introducción
Desde los 70s, los supresores de sobretensiones
transitorias y los apartarrayos secundarios han sido
utilizados para proteger productos electrónicos sensibles. En
México, una referencia comúnmente utilizada para el
diseño y prueba de estos equipos es la norma UL 1449 –
publicada por Underwriters Laboratories®.
Para mejorar la seguridad y la calidad de los supresores, la
UL 1449, es revisada periódicamente y la publicación más
reciente pertenece a la 3ª edición, de septiembre del 2006.
Ésta, cuenta con el visto bueno de la industria desde el 29
de septiembre de 2009, y ha sido aceptada ya como una
Norma Nacional Americana (ANSI).
Ahora bien, para los consultores en ingeniería, personal
dedicado a elaborar especificaciones, consumidores, entre
otros, resulta un verdadero reto mantenerse al día, dados los
vertiginosos cambios que presentan las normas.
Adicionalmente, el uso de terminología o parámetros
antiguos y en desuso, puede provocar ambigüedad y hasta
confusión.
Así, el propósito de este documento es resumir los
principales cambios que contiene la norma UL 1449 – en
comparación a la versión previa – e identificar los términos
clave que deberán ser utilizados como referencia para los
dispositivos de protección contra sobretensiones
transitorias.
Las principales modificaciones en la UL 1449 3ª edición se
resumen en los siguientes puntos:
•
•
•
•
El término que toma la norma para referirse a los equipos
La clasificación de los equipos
Los valores característicos de tensión: SVR y VPR
La corriente de descarga nominal
Supresor QO2175SB para
conexión en centros de carga
tipo QO
3 - Libro Técnico
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TVSS y SPD
Los supresores de sobretensiones transitorias se conocen
en México como TVSS – siglas de la palabra Transient
Voltage Surge Suppressor – pues era el término que se
utilizaba hasta antes de la 3ª edición de la norma UL 1449;
sin embargo, en la actualidad, se le denomina Surge
Protective Device (SPD) por dos aspectos:
• La norma y el término ahora incluyen en su campo de
aplicación a los apartarrayos secundarios que se utilizan
en sistemas de hasta 1 000 V.
• El término Surge Protective Device define de mejor forma
el propósito de los dispositivos, incluyendo los
parámetros de tensión y corriente.
En los países de habla hispana, se ha intentado modificar la
terminología para reflejar el concepto de la norma
estadounidense, migrando el término de “supresor de
sobretensiones transitorias” al de “dispositivo de protección
contra sobretensiones” (DPS). Sin embargo, es importante
considerar en México la terminología utilizada en las normas
nacionales, por ejemplo la NOM-022-STPS-2008 – les refiere como “eliminadores de alta tensión eléctrica”. Por el otro
lado, normas como la NMX-J-549-ANCE-2005 y la NMX-J603-ANCE-2003 – que sirven de apoyo para la
correcta aplicación y verificación de la NOM-022-SCFI-2008,
utilizan el término “supresor de sobretensiones transitorias”
(SSTT).
Clasificación
La UL 1449 3ª edición, clasifica los SPDs en 5 tipos
diferentes. Los Tipo 1, Tipo 2 y Tipo 3, son principalmente
conferidos a la localización en que el SPD puede instalarse
dentro del sistema de distribución eléctrico. La clasificación
Tipo 4, se refiere a los componentes de ensambles – mismos
que la UL define como aquellos que “se diseñan solamente
para la instalación en fábrica de otro componente,
dispositivo o producto.”
4 - Libro Técnico
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La clasificación de Tipo 5, habla de los componentes
discretos, como los varistores de óxidos metálicos (MOVs).
Cabe mencionar que, los SPDs Tipo 4 y 5, no pueden ser
instalados en campo, a diferencia de aquellos dispositivos
que se listan como de Tipo 1, 2 ó 3, siendo, por ello, la
inclusión de estos una de las mejoras más significativas de la
norma UL 1449 3ª edición.
Un componente SPD es aquel que se utiliza exclusivamente
para su instalación en fábrica, en otro dispositivo o equipo
listado, como un tablero de control o de distribución. La
IEEE®, el NEC, la UL, los fabricantes y los consumidores, han
reconocido por años, que el mantener la longitud del
conductor terminal tan corta como es posible, es un aspecto
crítico para maximizar el comportamiento del SPD. Por esta
razón, la popularidad de instalar SPDs dentro del equipo
eléctrico de distribución ha ido en aumento.
Esta nueva categoría, además, asegura que los supresores
de sobretensiones transitorias cumplen o exceden el
comportamiento que se presenta durante las pruebas, como
supresores de sobretensiones transitorias para montaje
externo.
Tipo 1
SPDs diseñados para conectarse
de manera permanente en las
instalaciones, entre el secundario del
transformador de servicio y el lado línea o
el lado carga del dispositivo de protección,
contra el sobrecorriente.
SPDs Tipo 1 de montaje tipo Niple
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Tipo 2
Estos SPDs se conectan de manera permanente en el lado
carga del dispositivo de protección contra el sobrecorriente;
incluyendo los SPDs que se localizan en el tablero derivado.
Supresores en gabinete metálico Tipo 2
Tipo 3
El punto de utilización del SPD se instala a una longitud mínima
de 10 metros del tablero de distribución derivado.
Componentes Tipo 1, 2 y 3
Éste, es un SPD diseñado sólo para ser instalado en fábrica, en
otra pieza, como un tablero de control o tablero de distribución.
Los componentes Tipo 1, 2 y 3, deben cumplir satisfactoriamente
todas las pruebas de seguridad, las cuales se presentan para los
SPD externos.
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Componentes Tipo 4
Se integra por uno o más componentes del Tipo 5, en
conjunto con un desconectador (integral o externo), o un
medio para satisfacer la prueba de limitación de la corriente.
Tipo 5
Son supresores de sobretensiones discretos, como
varistores de óxidos metálicos, que pueden montarse en una
tablilla de conexiones impresa, así como conectarse por
medio de sus terminales o dentro de un envolvente, con
un medio de montaje y cableado terminal.
Valores de tensión característicos
La norma UL 1449 3ª edición define la tensión de limitación
medida – también conocida por las siglas de la palabra
Measured Limiting Voltage (MLV) – como la tensión máxima
después de aplicar un impulso. Para clasificar los supresores
de sobretensiones transitorias conforme al nivel de
protección que proporcionan, la norma UL 1449 contiene
una prueba de medición de la tensión de limitación.
Durante la prueba de medición de la tensión de limitación,
al SPD se le aplica una sobretensión, y la tensión residual es
medida. La prueba de medición de tensión residual que se
tenía hasta la segunda edición de la norma UL 1449,
solicitaba que la forma de onda aplicada fuera de 6 000 V
y 500 A; por ello, la tensión residual se refería como tensión
nominal de supresión (SRV).
Por el contrario, en la actualidad, la prueba de medición de
tensión de limitación que ahora indica la norma UL 1449
3ª edición, especifica que la forma de onda que se aplica
debe ser de 6 000 V y 3 000 A, y el término con el que se
designa a la tensión residual es el de tensión nominal de protección o VPR (Voltage Protection Rating).
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Es importante destacar que la magnitud de la corriente que
se utiliza en la pruebas ha incrementado en un factor de seis;
lo que resulta en un incremento de los niveles de energía y,
por lo tanto, en los niveles de MLV. Estos, a su vez, son un
elemento que permite comparar un supresor de
sobretensiones transitorias con otro, pero los valores de VPR
no se pueden comparar de forma válida con los de SRV,
puesto que los niveles de VPR son significativamente
mayores que los de SRV.
Corriente de descarga nominal
Por último, otro aspecto recientemente contemplado en la
3ª edición de la UL 1449, es la prueba de corriente de
descarga nominal – que normalmente se refiere como I(n).
Los resultados de esta prueba son necesarios para colocarse
en la etiqueta del supresor de sobretensiones transitorias y,
dependiendo del tipo de supresor, existen valores nominales
de corriente de descarga nominal:
• Tipo 1: 10 kA o 20 kA
• Tipo 2: 3 kA, 5 kA, 10 kA o 20 kA
• Tipo 3: se considera que estos SPDs, normalmente,
no tienen un nivel de I(n).
Un SPD que cumple con la UL 1449 3ª edición e indica un
valor de I(n), implica que el SPD se ha sometido a 15
impulsos consecutivos con valor de I(n). Asimismo, la prueba
indica que el SPD tiene que conectarse con sus fusibles de
protección (internos o externos) o cualquier otro medio de
desconexión, y para satisfacerla no se permite que el SPD
represente un riesgo de choque eléctrico o de incendio; sin
contar con que debe seguir operando durante toda la prueba
– si los fusibles o interruptores operan, se considera fallida la
prueba.
Esta prueba, se realiza en cada uno de los modos del SPD,
por lo tanto, se obtiene un valor de I(n) por modo (L-N, L-G,
N-G, L‑L) y el producto se etiqueta con el valor más pequeño
de todos los modos.
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