Las causas más comunes de fallo de un SPD son el estrés por sobretensiones repetidas, la sobretensión temporal, una selección incorrecta de Uc o Ucpv, errores de cableado, una protección de respaldo inadecuada, una temperatura excesiva, la humedad y el uso de un dispositivo de protección contra sobretensiones incorrecto para el sistema.
El rayo es solo una posible causa. Un dispositivo de protección contra sobretensiones también puede fallar prematuramente si la tensión de funcionamiento real es superior a la esperada, si un fallo en el neutro crea una tensión anormal, si una matriz fotovoltaica supera la Ucpv seleccionada, o si el SPD está instalado en condiciones eléctricas o ambientales inadecuadas.
Para los equipos de mantenimiento, la pregunta importante no es solo ¿Ha fallado el SPD? También es ¿Por qué falló y volverá a fallar el SPD de repuesto?
Alcance de esta guía: Esta página explica por qué fallan los SPDs y por qué los módulos de repuesto a veces vuelven a fallar. Para conocer los procedimientos de inspección paso a paso, consulte Cómo comprobar el fallo de un SPD . Para la sustitución de cartuchos enchufables, utilice la guía de sustitución correspondiente.
Índice
¿Qué causa el fallo de un SPD?
Un SPD puede fallar tras una exposición acumulada a sobretensiones, un evento superior a su capacidad de descarga, una sobretensión temporal u otra condición de tensión anormal sostenida, una Uc o Ucpv seleccionada por debajo de la tensión real del sistema, un cableado incorrecto, una protección de respaldo contra corriente de fallo inadecuada, una alta temperatura de la carcasa, humedad o una aplicación de CA o CC fotovoltaica incorrecta.
Si un nuevo SPD de repuesto vuelve a fallar, no siga cambiando cartuchos sin investigar el sistema. Mida la tensión real, verifique la etiqueta y la aplicación del SPD, compruebe el neutro y el cableado, inspeccione el fusible de respaldo o el MCB, y examine la base, los terminales y las condiciones de la carcasa.
| Posible causa | Qué puede ocurrir | Qué deben verificar los equipos de mantenimiento |
|---|---|---|
| Exposición repetida a sobretensiones | Los componentes MOV envejecen gradualmente tras una acumulación de estrés eléctrico y térmico. | Exposición a rayos, eventos de conmutación, historial de sobretensiones y registros de sustitución. |
| Sobretensión por encima de la capacidad del SPD | Un evento severo puede causar una degradación inmediata o activar el desconectador interno. | Tipo de SPD, In, Imax o Iimp, posición de instalación y concepto de protección contra el rayo. |
| Sobretensión temporal o anormal | El SPD puede conducir durante demasiado tiempo, generar calor y desconectarse. | Tensión L-N, L-PE, N-PE o CC, estado del neutro, transformador, generador y anomalías de la red. |
| Uc o Ucpv demasiado bajo | La tensión de funcionamiento normal o la variación esperada pueden acelerar el envejecimiento del varistor. | Tensión continua máxima, esquema de conexión a tierra, Voc fotovoltaico y corrección por baja temperatura. |
| Cableado o aplicación incorrectos | Un modo de protección puede soportar una tensión anormal o la ruta de protección prevista puede no funcionar correctamente. | Asignación de terminales, polaridad, configuración de polos, disposición N-PE y aplicación de CA frente a CC fotovoltaica. |
| Protección de respaldo incorrecta | Es posible que un fallo a frecuencia industrial no se elimine correctamente, o que el dispositivo de cabecera se dispare innecesariamente. | Calibre del fusible o MCB, poder de corte, corriente de cortocircuito y requisitos del fabricante. |
| Cables largos o una conexión deficiente | El rendimiento de la protección puede verse reducido y el equipo puede experimentar una mayor tensión residual efectiva. | Continuidad del PE, conexión equipotencial, longitud del conductor, enrutamiento y ajuste de terminales. |
| Alta temperatura o humedad | El envejecimiento térmico, la corrosión, el deterioro del aislamiento y el calentamiento de los terminales pueden acelerarse. | Temperatura del envolvente, ventilación, luz solar, condensación, protección IP y terminales flojos. |
| Problema de producto o de lote | Los componentes, las conexiones o los mecanismos de desconexión pueden no funcionar según lo declarado. | Si aparecen fallos similares en un lote de producción o en condiciones normales verificadas en diferentes instalaciones. |
La causa, el mecanismo de fallo y el resultado visible no son lo mismo
Una investigación útil sobre la causa raíz de un SPD distingue cuatro niveles diferentes. El indicador rojo visible suele ser el resultado final, no la causa original.
| Causa raíz | Mecanismo de fallo | Respuesta de protección | Resultado visible |
|---|---|---|---|
| Neutro desconectado o inestable | La tensión aplicada supera el rango de funcionamiento normal y el MOV conduce durante demasiado tiempo. | La temperatura interna aumenta y el desconectador térmico se abre. | La ventana de estado cambia, el contacto remoto cambia de estado o el SPD se desconecta. |
| Exposición repetida a sobretensiones | Las características del MOV cambian gradualmente tras la acumulación de estrés eléctrico y térmico. | Las fugas y el calentamiento aumentan hasta que el elemento de protección queda aislado. | La indicación de fin de vida útil aparece tras un evento posterior o durante el funcionamiento. |
| Un evento por encima de la capacidad del SPD | El componente de protección experimenta una energía de impulso excesiva. | El desconectador funciona o la protección contra fallos aguas arriba despeja el circuito. | Puede producirse una indicación inmediata, un disparo de la protección o daños visibles. |
Un indicador rojo identifica el estado del SPD, no la causa raíz
El personal de mantenimiento todavía debe determinar si la causa original fue el envejecimiento normal por sobretensiones acumuladas, una tensión del sistema anómala, una selección incorrecta, las condiciones de instalación o un posible problema del producto.
1. Las sobretensiones repetidas envejecen gradualmente el SPD
Muchos SPD limitadores de tensión utilizan varistores de óxido metálico. Durante una sobretensión, el varistor cambia de un estado de alta impedancia a un estado conductor y limita la tensión transitoria a través del circuito protegido.
Cada operación significativa genera estrés eléctrico y térmico. Un evento pequeño puede tener poco efecto medible, mientras que eventos repetidos o de mayor energía pueden alterar gradualmente las características del MOV, aumentar la corriente de fuga y reducir el margen de funcionamiento restante.
Con el tiempo, el desconectador térmico interno puede aislar el componente de protección y el indicador visual o el contacto remoto pueden cambiar de estado.
No existe un número universal de rayos para un SPD
La vida útil del SPD no puede predecirse contando únicamente los eventos de rayos. Un transitorio de conmutación de baja energía y una corriente de rayo de alta energía no ejercen el mismo estrés sobre el dispositivo. La forma de onda, la amplitud, la duración, la distribución de la corriente, la clasificación del SPD, la posición de instalación y la degradación previa afectan al resultado.
Un SPD relativamente nuevo puede fallar durante un evento severo. Un SPD más antiguo puede permanecer operativo después de muchos eventos menores. Por lo tanto, un contador de sobretensiones no puede proporcionar un porcentaje exacto de la vida útil restante del SPD.
2. Una sola sobretensión puede exceder la capacidad de descarga del SPD
Un SPD no es un absorbedor de energía ilimitado. Sus capacidades de corriente declaradas describen el rendimiento bajo condiciones y formas de onda de prueba especificadas.
Los SPD de Tipo 2 suelen declarar la corriente nominal de descarga En y la corriente máxima de descarga Imax. Los SPD de Tipo 1 declaran la corriente de impulso Iimp.
Si un evento real es más grave de lo que el dispositivo, la posición de instalación o el concepto de protección pueden gestionar, el SPD puede desconectarse inmediatamente, sufrir una degradación interna o perder la protección sin causar daños externos dramáticos.
Un SPD de Tipo 2 que falla cerca de la acometida no es necesariamente defectuoso. Es posible que el proyecto requiriera un SPD de Tipo 1 o Tipo 1+2, una corriente nominal diferente, conductores más cortos o una mejor coordinación con otras etapas de protección.
No diagnostique la capacidad de sobretensión basándose únicamente en la Imax
El tipo y la capacidad nominal correctos del SPD dependen de la posición de instalación, la exposición a rayos, la presencia de un sistema externo de protección contra rayos, el tipo de servicio de entrada y la coordinación con los SPD situados aguas abajo. Consulte el Guía de selección de Imax de SPD .
3. La sobretensión temporal no es lo mismo que un rayo
Muchos fallos prematuros o repetidos del SPD se atribuyen a los rayos cuando la causa real es una sobretensión temporal u otra condición de tensión anormal que permanece presente durante mucho más tiempo que una sobretensión transitoria.
Una sobretensión transitoria puede tener un pico muy alto, pero durar solo unos microsegundos. Una sobretensión temporal suele tener un pico menor que un impulso de rayo, pero permanece presente durante mucho más tiempo.
Un dispositivo de protección contra sobretensiones está diseñado para limitar sobretensiones transitorias cortas. No está pensado para funcionar continuamente como un regulador de tensión.
Si la tensión aplicada permanece por encima del rango de funcionamiento continuo del SPD, el componente limitador de tensión puede conducir durante demasiado tiempo, generar calor y activar su desconector térmico.
Un SPD conforme debe tener una respuesta definida ante condiciones de sobretensión temporal especificadas. Dependiendo del diseño declarado, puede soportar la condición o alcanzar un estado de fin de vida útil controlado. Esto no significa que pueda limitar de forma segura todas las tensiones anormales sostenidas indefinidamente.
Posibles fuentes de tensión anómala
- Conductor neutro suelto, dañado o desconectado.
- Ajuste incorrecto de la toma del transformador.
- Problema de regulación de tensión del generador.
- Desequilibrio de fase u otro fallo de red.
- Conexión incorrecta de línea, neutro o conductor de protección.
- Fallo a tierra en FV, fallo de aislamiento o tensión conductor-tierra inesperada.
- Tensión del sistema sistemáticamente superior a la asumida durante la selección del SPD.
Sustituir el cartucho no elimina la tensión anormal.
Si el fallo original fue causado por un problema en el neutro, una TOV u otra condición de tensión anormal sostenida, es posible que un cartucho de repuesto con la misma capacidad nominal también se sobrecaliente y se desconecte. Mida y corrija la condición del sistema antes de instalar repetidamente nuevos cartuchos.
4. Se seleccionó una Uc o Ucpv inferior a la tensión de funcionamiento real
Uc es la tensión máxima de funcionamiento continuo declarada para un SPD de CA. Para los SPD fotovoltaicos, el parámetro de CC correspondiente se muestra habitualmente como Ucpv.
Cuando Uc o Ucpv son demasiado bajos, la variación normal de la tensión o una condición operativa esperada pueden acercar repetidamente el componente de protección a la conducción.
El resultado puede ser una mayor corriente de fuga, calentamiento adicional, envejecimiento acelerado del MOV y la activación prematura del desconector térmico interno.
Seleccionar la Uc más baja disponible no proporciona automáticamente la mejor protección. La tensión nominal continua debe ser, en primer lugar, lo suficientemente alta para la tensión real del sistema, la variación esperada y el esquema de conexión a tierra.
Sistemas de distribución de CA
No elija Uc basándose únicamente en la tensión nominal entre líneas. Confirme entre qué conductores está conectado cada modo de protección. Los sistemas TN, TT e IT pueden crear diferentes condiciones de tensión en los modos de protección del SPD.
Para conocer el proceso completo de selección en CA, consulte el Guía de Selección de SPD Uc .
Sistemas solares fotovoltaicos de CC
La tensión de circuito abierto de un módulo fotovoltaico aumenta a baja temperatura. Por lo tanto, se debe tener en cuenta la longitud de la cadena, los datos del módulo y la temperatura más baja esperada en el sitio al calcular la tensión máxima del conjunto.
El SPD también debe coincidir con la topología FV y la tensión máxima desde cada conductor activo a tierra. Para el proceso de cálculo separado de FV, consulte el Guía de selección de SPD de CC para sistemas fotovoltaicos .
5. Un cableado incorrecto altera la ruta de protección prevista
Un SPD puede mostrar un indicador verde aun estando instalado incorrectamente. El indicador informa normalmente del estado de un componente de protección interno monitorizado. No verifica cada conductor externo, terminal y modo de protección.
Los problemas típicos de cableado y aplicación incluyen:
- Línea, neutro o PE conectados al terminal incorrecto.
- Configuración incorrecta 1P+N, 2P, 3P+N o 4P para la red.
- Disposición de protección N-PE incorrecta en un sistema TT.
- Terminales flojos que generan calentamiento por resistencia.
- Conductores de conexión dispuestos en un bucle grande.
- Conductores de línea y PE muy largos.
- Caminos de protección CC positivo, negativo y PE conectados incorrectamente.
- Un SPD de CA instalado en el lado de CC de FV.
- Un cartucho instalado en una base incompatible.
Un cableado incorrecto no siempre destruye el SPD de forma inmediata. En algunas instalaciones, el resultado más directo es una protección deficiente del equipo. En otros casos, un modo de protección puede quedar expuesto a una tensión o condición de fallo fuera de su aplicación prevista.
¿Necesita una referencia de cableado?
Utilice el Guía del diagrama de cableado SPD trifásico o la Guía de esquemas de cableado de SPD monofásico . La instalación y la medición de tensión deben ser realizadas por personal eléctrico cualificado.
6. El fusible de respaldo o el magnetotérmico (MCB) falta o está mal coordinado
El fusible o interruptor automático aguas arriba normalmente no limita una sobretensión de microsegundos. Su función principal en la rama del SPD es despejar la corriente de fallo a frecuencia industrial si el SPD o su conexión presentan un fallo.
Una coordinación correcta debe considerar la protección de respaldo máxima declarada por el fabricante del SPD, el conductor, el dispositivo aguas arriba, la corriente de cortocircuito prospectiva y la capacidad de ruptura requerida.
Si el dispositivo de protección no es adecuado:
- Es posible que un fallo interno del SPD no se desconecte de forma segura o lo suficientemente rápida.
- Un fusible mal dimensionado o un magnetotérmico inadecuado pueden accionarse durante eventos de sobretensión esperados.
- La rama del SPD puede permanecer desconectada sin que nadie se percate.
- La capacidad de interrupción puede ser insuficiente para el nivel de fallo del cuadro.
- Sustituir únicamente el SPD puede dejar el problema de coordinación original sin resolver.
No copie un valor nominal de fusible de respaldo de otro SPD
Dos SPD con valores similares de Uc, In o Imax pueden tener requisitos de protección de respaldo diferentes. Confirme la documentación para el modelo exacto y las condiciones reales de cortocircuito del cuadro.
7. Los cables largos y una conexión deficiente reducen principalmente el rendimiento de la protección
Durante una sobretensión rápida, la inductancia del conductor es importante. Un conductor de conexión largo puede generar tensión adicional mientras fluye la corriente de sobretensión.
Esta tensión se suma a la propia tensión de protección del SPD y puede aumentar la tensión experimentada por el equipo aguas abajo.
Por lo tanto, las conexiones de PE flojas, una unión equipotencial deficiente, la corrosión y los conductores innecesariamente largos pueden hacer que el sistema de protección completo sea menos eficaz.
Unos conductores largos no implican necesariamente que el propio SPD falle.
El efecto más directo de una longitud de conexión excesiva o una unión deficiente suele ser un rendimiento de protección reducido y una tensión efectiva más alta en el equipo. Estas condiciones pueden contribuir a una distribución anormal de la corriente o a un estrés adicional, pero no deben describirse como una causa directa automática de fallo del SPD.
Compruebe la ruta de conexión completa
- Conexión de línea o neutro desde la barra colectora al SPD.
- Conexión desde el SPD a PE, PEN o la barra de unión equipotencial.
- Longitud total del conductor, no solo un lado de la conexión.
- Bucles y separación entre los conductores de entrada y los protegidos.
- Par de apriete del terminal, corrosión y sección transversal del conductor.
- Coordinación con los SPD aguas arriba y aguas abajo.
8. La alta temperatura de la carcasa acelera el envejecimiento del SPD
Los componentes de los SPD ya experimentan estrés térmico durante la operación de sobretensión y condiciones de tensión anormales. La temperatura ambiente elevada reduce el margen térmico disponible y puede acelerar el envejecimiento de los varistores, el aislamiento, los terminales y los componentes de desconexión.
Situaciones comunes de alta temperatura
- Cajas combinadoras solares para exteriores expuestas a la luz solar directa.
- Armarios sellados con ventilación limitada.
- SPD instalados cerca de contactores, fuentes de alimentación u otras fuentes de calor.
- Terminales sueltos que producen calentamiento por resistencia local.
- Conductores de alta corriente que calientan el mismo envolvente.
- Temperatura ambiente fuera del rango de funcionamiento declarado del producto.
La humedad y la condensación pueden causar corrosión, contaminación y deterioro del aislamiento. Para instalaciones fotovoltaicas, de telecomunicaciones e industriales en exteriores, inspeccione los prensaestopas, el sellado del envolvente, el drenaje y el control de condensación, no solo el módulo enchufable.
9. Los fallos en SPDs solares y de CC requieren una revisión por separado
Un sistema fotovoltaico de CC no es simplemente un cuadro de distribución de CA con una etiqueta de tensión diferente. Los cables de cadena largos, el aumento de tensión a baja temperatura, la tensión conductor-tierra, la supervisión del aislamiento y la interrupción de fallos de CC afectan a la selección del SPD.
| Problema específico de CC | Por qué es importante | Qué confirmar |
|---|---|---|
| Ucpv por debajo de la tensión máxima del conjunto | El SPD puede permanecer expuesto a una tensión de CC excesiva en lugar de recibir solo eventos transitorios breves. | Voc máximo corregido de la cadena a la temperatura esperada más baja del emplazamiento. |
| SPD de CA utilizado en el lado de CC | Es posible que el dispositivo no tenga la tensión de CC, la desconexión o el diseño de gestión de arcos requeridos. | Declaración fotovoltaica de CC, aplicación del producto y requisitos pertinentes de la norma IEC 61643-31. |
| Suposición incorrecta de la topología fotovoltaica | La tensión conductor positivo o negativo a tierra puede diferir del valor asumido durante la selección. | Sistema fotovoltaico flotante, con puesta a tierra u otra disposición. |
| Modo de protección incorrecto | Un modo de protección interno puede soportar tensión o estrés por sobretensión fuera de su diseño previsto. | Configuración positivo a PE, negativo a PE y positivo a negativo. |
| Estrés térmico en exteriores | La alta temperatura en la caja combinadora reduce el margen térmico y acelera el envejecimiento. | Luz solar directa, temperatura interna, ventilación y espaciado de instalación. |
| Rutas de cable de CC largas | Las sobretensiones pueden entrar desde diferentes puntos y requieren una protección coordinada cerca de las matrices, las cajas combinadoras y las entradas de los inversores. | Ruta del cable, ubicaciones de los SPD y coordinación entre etapas de protección. |
No aplique una regla de polaridad a todos los SPD de CC
Los circuitos de protección interna de los SPD de CC difieren. Algunos productos utilizan configuraciones de protección simétrica, mientras que otros tienen requisitos definidos de terminal o polaridad. Siga el diagrama del modelo exacto en lugar de aplicar una regla general de otro producto.
10. También son posibles defectos de calidad del producto o de fabricación
La tensión del sistema, la selección y la instalación deben investigarse cuidadosamente, especialmente cuando los SPD de repuesto fallan repetidamente en la misma ubicación. Sin embargo, los problemas de calidad del producto no pueden descartarse automáticamente.
Las posibles causas relacionadas con el producto incluyen características inconsistentes de los MOV, desconexión térmica inadecuada, conexiones internas débiles, contacto deficiente de los terminales, materiales incorrectos, sellado inadecuado, etiquetas incorrectas o consistencia insuficiente del lote.
Un problema de producto o de lote es más probable cuando:
- Se concentran fallos similares en el mismo lote de producción.
- Las unidades fallan bajo condiciones verificadas de tensión y temperatura normales.
- Aparece el mismo patrón de daño inusual en instalaciones no relacionadas.
- El cableado, la coordinación de la protección y la tensión del sistema han sido verificados de forma independiente.
- El fallo ocurre mucho antes que en unidades comparables bajo condiciones similares.
- La etiqueta o el cartucho de repuesto suministrado no coinciden con la especificación aprobada.
Una investigación equilibrada de la causa raíz protege tanto al comprador como al proveedor
No todo SPD que falla es defectuoso, pero no todos los fallos deben atribuirse a la instalación. Registrar las etiquetas del producto, la información del lote, las condiciones de funcionamiento, el cableado y los patrones de daños hace que la conclusión sea más fiable.
11. ¿Por qué vuelve a fallar el SPD de repuesto?
Un fallo repetido poco después de la sustitución es una señal clara de que la causa original podría seguir presente. La instalación de otro cartucho solo restablece la protección si la base, el cableado y las condiciones del sistema siguen siendo adecuados.
Causas frecuentes de fallos repetidos del SPD
- El repuesto tiene el mismo Uc o Ucpv inadecuado que el original.
- No se corrigió un fallo de neutro o una tensión de sistema anormal.
- El cartucho fue reemplazado, pero la base o el terminal sufrieron daños por calor.
- El fusible de respaldo o el MCB sigue estando seleccionado incorrectamente.
- El cableado flojo sigue produciendo calentamiento local.
- La caja sigue estando demasiado caliente o contiene condensación.
- Un SPD de Tipo 2 está expuesto a un servicio que requiere protección de Tipo 1.
- La tensión de la matriz fotovoltaica supera la suposición de diseño original.
- Solo se reemplazó un polo, aunque todos los módulos experimentaron el mismo evento.
- Se instaló un cartucho de repuesto incompatible en la base existente.
No continúe sustituyendo cartuchos sin medir el sistema
Un segundo fallo debería activar una revisión de la causa raíz. Seguir instalando la misma especificación de SPD sin comprobar la tensión de funcionamiento, el neutro, el Voc fotovoltaico, el cableado, la base y la caja puede reproducir el mismo fallo.
12. ¿Cuándo deben comprobarse o sustituirse varios módulos SPD?
Un cartucho defectuoso no significa automáticamente que deba sustituirse cada SPD de la instalación. La decisión debe basarse en el evento, el historial de instalación, la exposición común, la criticidad del sistema y si es posible verificar el estado de protección restante.
Corrija la causa común antes de sustituir un lote completo
La sustitución por lotes sin corregir una tensión anormal, un Uc o Ucpv inadecuado, un cableado incorrecto, calor o humedad puede reproducir el mismo fallo en los nuevos módulos.
13. Lista de control de causas raíz antes de solicitar SPDs de repuesto
La siguiente información ayuda a los equipos de mantenimiento y a los proveedores a distinguir la sustitución normal por fin de vida útil de un problema del sistema, de selección, de instalación o de un posible lote.
Información del producto
- Modelo completo del SPD y fotografía clara de la etiqueta.
- Tipo 1, Tipo 2 o Tipo 1+2.
- Uc o Ucpv.
- In, Imax o Iimp.
- Up y configuración de polos.
- Cartucho enchufable y modelo de base.
- Lote de producción y fecha de instalación.
Información del sistema
- Tensión de funcionamiento nominal y medida.
- Sistema de puesta a tierra de CA o topología fotovoltaica (PV).
- Voc máximo corregido de la cadena fotovoltaica.
- Modelo y capacidad nominal del fusible de respaldo o MCB.
- Corriente de cortocircuito prospectiva, si está disponible.
- Posición de instalación en el sistema de protección.
- Disposición de los SPD aguas arriba y aguas abajo.
Evidencia de fallo
- Estado del indicador y del contacto remoto.
- Grietas, decoloración o quemaduras.
- Daño por calor en la base o en los terminales.
- Número de unidades fallidas.
- Fecha de fallo y condición operativa.
- Rayos, cortes de suministro o eventos en la red recientes.
- Si también falló un repuesto.
Entorno de instalación
- Fotos del cuadro y del cableado.
- Longitud aproximada del conductor del SPD.
- Disposición de PE y conexión equipotencial.
- Temperatura ambiente y temperatura interna del envolvente.
- Luz solar directa, humedad o condensación.
- Equipos cercanos que generen calor.
- Tipo de envolvente y grado de protección IP.
¿No está seguro de por qué fallaron varios SPDs?
Envíenos la etiqueta del SPD, la tensión del sistema medida, una foto del cableado del cuadro, la protección de respaldo, la cantidad de fallos y el estado de la base. LEEYEE puede ayudarle a comparar el modelo fallido con la aplicación real y recomendar una especificación de reemplazo adecuada para mantenimiento, fabricación de cuadros u pedidos OEM.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la causa más común de fallo del SPD?
No existe una causa única para cada instalación. El estrés por sobretensiones repetido y la tensión anormal del sistema son causas eléctricas comunes. Un Uc o Ucpv incorrecto, errores de cableado, protección de respaldo inadecuada, temperatura elevada y una aplicación incorrecta explican a menudo el fallo prematuro o repetido del SPD.
¿La falla de SPD siempre es causada por un rayo?
No. El rayo es solo una posible causa. Un neutro desconectado, sobretensión temporal, tensión nominal incorrecta, error de cableado, sobrecalentamiento, humedad, configuración del sistema inadecuada o un posible defecto de fabricación también pueden hacer que un SPD se desconecte o falle prematuramente.
¿Por qué sigue fallando un SPD después de ser reemplazado?
Un fallo repetido suele significar que la causa original persiste. Las posibles causas incluyen una tensión del sistema anormal, un Uc o Ucpv seleccionado demasiado bajo, cableado incorrecto, protección de respaldo inadecuada, una base enchufable dañada, alta temperatura o un cartucho de repuesto incompatible.
¿Puede la repetición de sobretensiones de rayos desgastar un SPD?
Sí. La corriente de sobretensión repetida genera estrés eléctrico y térmico en los componentes de protección. La tasa de degradación depende de la energía del evento, la forma de onda, la clasificación del SPD, las condiciones de instalación y el envejecimiento previo. No existe un número fijo de eventos de rayo que se aplique a todos los SPD.
¿Puede el alto voltaje de la red dañar un SPD?
Sí. Si la tensión permanece por encima del rango de funcionamiento continuo del SPD, el componente limitador de tensión puede conducir durante demasiado tiempo, generar calor y activar su desconectador térmico.
¿Qué sucede si SPD Uc es demasiado bajo?
La tensión de funcionamiento normal o la variación de tensión esperada pueden estresar repetidamente el SPD. Esto puede aumentar la corriente de fuga, el calentamiento y el envejecimiento del MOV, provocando una desconexión prematura.
¿Una mala puesta a tierra puede causar la falla del SPD?
Una mala conexión, conexiones PE sueltas y conductores largos reducen principalmente el rendimiento general de la protección y aumentan la tensión efectiva en el equipo. Pueden contribuir al estrés anormal, pero no deben considerarse como una causa directa automática del fallo del SPD.
¿Un SPD necesita un fusible de respaldo o un MCB?
El requisito depende del SPD, del dispositivo de protección aguas arriba y de la instalación. Cuando es necesario, la protección de respaldo elimina la corriente de falla a frecuencia industrial en la rama del SPD. Su clasificación y capacidad de ruptura deben seguir la documentación exacta del producto y el nivel de falla del cuadro.
¿Por qué falla repetidamente un SPD de CC solar?
Las causas comunes incluyen un Ucpv inferior a la Voc máxima corregida de la matriz, el uso de un SPD de CA en el lado de CC, topología fotovoltaica incorrecta, modos de protección inadecuados, alta temperatura en la caja combinadora, humedad o fallos de aislamiento y tierra no resueltos.
¿Deben reemplazarse todos los módulos SPD cuando falla un módulo?
No automáticamente. Inspeccione los polos restantes, la base, los terminales, el historial de eventos y el estado del sistema. Un reemplazo más amplio puede ser apropiado después de un evento severo común, fallos repetidos o cuando no se puede verificar el estado restante.
¿Puedo reemplazar únicamente el cartucho enchufable del SPD?
Sí, cuando el cartucho de repuesto es exactamente compatible y la base, los contactos, los terminales y el cableado no están dañados. Reemplace o inspeccione más a fondo la unidad completa cuando haya derretimiento, decoloración, grietas, contactos sueltos o fallos repetidos.
¿Un indicador verde confirma que el SPD está instalado correctamente?
No. Un indicador verde normalmente informa del estado de un componente interno monitorizado. No confirma un cableado correcto, un Uc o Ucpv adecuado, una protección de respaldo correcta, conductores cortos o una conexión efectiva.
Base técnica y notas de aplicación
El análisis de fallos del SPD debe basarse en la documentación exacta del producto, las mediciones del sistema y los requisitos de instalación aplicables. Las siguientes normas son particularmente relevantes para los temas tratados en esta guía:
- IEC 61643-11: requisitos y métodos de ensayo para SPD conectados a sistemas de potencia de baja tensión en CA.
- IEC 61643-31: requisitos y métodos de ensayo para SPD utilizados en instalaciones fotovoltaicas.
- IEC 60364-5-53: requisitos de selección y montaje para dispositivos de seccionamiento, conmutación, control y protección contra sobretensiones en instalaciones de baja tensión.
- El valor Uc o Ucpv declarado por el fabricante, el comportamiento ante TOV, la protección de respaldo, la información sobre la resistencia a cortocircuitos y las instrucciones de instalación para el modelo exacto de SPD.
Las normas y los reglamentos de instalación locales pueden ser revisados. Los ingenieros de proyectos deben confirmar la edición y los requisitos regionales aplicables a la instalación específica.
Nota de seguridad: La inspección del SPD, la medición de tensión en directo y la sustitución deben ser realizadas por personal eléctrico cualificado utilizando los procedimientos adecuados de aislamiento, verificación y protección individual. Las especificaciones del producto y las decisiones de sustitución deben confirmarse con la documentación del modelo exacto de SPD y la normativa de instalación aplicable.
