Un panel de control de bomba puede necesitar protección contra sobretensiones además de su alimentación trifásica. Los sensores de nivel externos, los transmisores de presión, los lazos de 4–20mA, los cables RS485 y las líneas de comunicación remotas también pueden introducir sobretensiones transitorias en el PLC, el VFD y la fuente de alimentación de control.
Esta guía explica cómo los fabricantes de paneles de bombas, los contratistas de tratamiento de agua, los equipos de proyectos municipales, los equipos de mantenimiento, los distribuidores y los compradores OEM pueden identificar los puntos de protección SPD de CA, CC y señal necesarios.
Índice
Respuesta Rápida
Un panel de control de bomba típico puede requerir varios SPD coordinados. Un SPD principal de CA no protege una sobretensión que entra por un sensor independiente o por un cable de comunicaciones.
- Use un SPD Tipo 2 o Tipo 1+2 en la entrada trifásica de CA, según la ubicación del panel y el riesgo del sitio.
- Proteja el VFD en su lado de alimentación de entrada.
- Evalúe por separado los circuitos auxiliares de CA y los circuitos de control externos de 24V DC.
- Ajuste los SPD de 4–20mA y de entrada digital al circuito real del sensor.
- Utilice protección específica para la interfaz de RS485, Modbus, Ethernet o PoE.
- Instale los SPD cerca de la entrada del cable y utilice una ruta de conexión equipotencial corta y coordinada.
La selección final del modelo requiere la tensión de alimentación, el sistema de puesta a tierra, la ubicación del panel, los tipos de señal y la información del cableado.
Solicite una selección inicialPor qué un panel de control de bombas puede necesitar varios SPD
Los paneles de control de bombas suelen instalarse en ubicaciones remotas o expuestas eléctricamente.
Las aplicaciones habituales incluyen estaciones elevadoras de aguas residuales, instalaciones de riego, pozos, depósitos, sistemas de tratamiento de agua y estaciones municipales de bombeo exteriores.
Estos paneles pueden contener un PLC, un VFD, una HMI, un transformador de control, una fuente de alimentación de 24V DC, E/S remotas y equipos de comunicación.
Un transitorio puede entrar a través de la alimentación eléctrica principal. También puede entrar a través de un sensor externo o de un cable de control o datos.
Por lo tanto, la protección completa sigue cada ruta conductora que entra o sale del armario. Los SPD de alimentación, datos y señales también deben utilizar una disposición de conexión equipotencial coordinada. [4]
Rutas de entrada de alimentación
- Suministro de la red eléctrica o del generador
- Circuito de ATS o de conmutación
- Entrada trifásica
- Transformador de control
- Suministro auxiliar independiente
Rutas de entrada de campo
- Transmisores de nivel y presión
- Interruptores de flotador y entradas digitales
- Caudalímetros y E/S remotas
- Cables RS485 y Modbus
- Conexiones Ethernet, PoE o de radio
Selección de SPD para corriente alterna trifásica
No seleccione el SPD únicamente según la potencia del motor de la bomba en kilovatios o caballos de fuerza.
La potencia de la bomba afecta al diseño del disyuntor, el contactor, el variador de frecuencia y el cable. Por sí sola, no determina el Uc, el Up, la disposición de los polos, el modo de protección ni la corriente nominal de descarga correctos.
La norma IEC 61643-11:2025 abarca los SPD conectados a sistemas de alimentación de baja tensión de CA y define sus requisitos de rendimiento, seguridad, clasificación y ensayo. [1]
Información que se debe confirmar primero
- Tensión nominal entre líneas
- Tensión entre línea y neutro, si hay neutro
- Alimentación de tres o cuatro conductores
- Configuración TN-S, TN-C-S, TT, IT o delta
- Posición del panel en el sistema de distribución
- Suministro entrante aéreo o subterráneo
- Sistema de protección externa contra rayos
- Tipo y ubicación del SPD aguas arriba
- Corriente de cortocircuito prospectiva
- Fusible o disyuntor de respaldo requerido
DOCUP de tipo 2
Un SPD de tipo 2 se evalúa comúnmente en un panel de control de bomba aguas abajo donde ya está instalada una protección coordinada en un tablero de distribución aguas arriba.
Se utiliza para limitar las sobretensiones residuales inducidas por rayos y los transitorios de conmutación antes de que lleguen al VFD y a la electrónica de control.
SPD Tipo 1+2
Puede ser necesaria una evaluación de un SPD de tipo 1+2 cuando el gabinete de la bomba está ubicado en una posición de entrada expuesta, conectado a un suministro aéreo o situado en un límite de zona de protección contra rayos.
Un recinto exterior por sí solo no requiere automáticamente un SPD de tipo 1+2.
No seleccione 3P, 3P+N ni 4P a partir de una fotografía
La disposición correcta de polos depende de si el neutro entra en el gabinete, de cómo están conectadas las cargas, del sistema de puesta a tierra y de los modos de protección requeridos.
Protección SPD para un panel de bomba con VFD
La posición normal de protección contra sobretensiones en CA está en el lado de entrada del VFD.
El SPD puede instalarse en la entrada del panel de la bomba, en el punto de distribución de entrada del VFD o en un cuadro aguas arriba coordinado.
El objetivo es limitar la sobretensión transitoria entrante antes de que llegue al rectificador del VFD, al bus de CC y a la electrónica de control.
No trate la salida del VFD como alimentación de red normal
La salida de un VFD es una forma de onda PWM conmutada. Los cables de motor largos y la conmutación rápida pueden generar un alto esfuerzo de dU/dt en los terminales del motor.
Se utilizan filtros dU/dt aprobados para el accionamiento, filtros de onda sinusoidal, reactancias de salida, cables de motor adecuados y motores aptos para variadores para gestionar este tipo de esfuerzo. [5]
No conecte un SPD de distribución de CA estándar directamente a una salida de VFD a menos que el fabricante del VFD y el fabricante del SPD aprueben esa aplicación específica.
Protección de la alimentación de control y de 24 V CC
Un panel de control de bomba puede contener varios niveles de tensión.
Un panel típico puede utilizar alimentación trifásica de 380V, 400V, 415V o 480V, alimentación de control de 110V o 230V CA y 24V CC para el PLC, los sensores y los relés.
Estos circuitos no deben tratarse como un único punto de protección.
Alimentación de control de CA
Cuando el transformador de control o la alimentación auxiliar esté conectado a un circuito expuesto, utilice un SPD de CA adaptado al voltaje real de control y a la disposición del cableado.
Confirme si se requiere protección en el primario del transformador, en el secundario del transformador o en una entrada auxiliar independiente.
Circuitos de control de 24V CC
Un SPD de CC de bajo voltaje debe soportar el voltaje normal de funcionamiento sin conducir durante la variación prevista de la alimentación.
Confirme el voltaje máximo de CC, la corriente del circuito, la disposición de los conductores, el método de puesta a tierra y la caída de voltaje aceptable.
No utilice un SPD de CA de red en un circuito de 24V DC
Un dispositivo para una alimentación de CA trifásica o monofásica no es un sustituto de un SPD de control o de señal de bajo voltaje.
Protección de sensores de nivel y de presión
Los instrumentos de campo externos se encuentran entre los puntos de protección más importantes en una estación de bombeo.
Los dispositivos de campo habituales incluyen transmisores de nivel hidrostático, sensores ultrasónicos, transmisores de presión, caudalímetros, interruptores de flotador y alarmas de nivel alto.
El SPD correcto depende de la interfaz eléctrica, no solo del nombre del instrumento.
Transmisores de 4–20mA
Para un lazo de 4–20mA, confirme si el transmisor es de dos hilos o de cuatro hilos.
Confirme también el voltaje del lazo, la resistencia serie permitida, la caída de tensión, el número de conductores, el método de puesta a tierra y cualquier requisito HART o de área peligrosa.
Una resistencia serie excesiva puede reducir el voltaje disponible para el transmisor.
El SPD debe proteger el lazo sin impedir el funcionamiento normal.
Interruptores de flotador y entradas digitales
Un interruptor de flotador puede usar un contacto seco, una entrada de 24V DC, un circuito de control AC o una conexión a un controlador propietario.
Confirme el voltaje del circuito antes de elegir el SPD de señal.
Un producto para una entrada PLC de bajo voltaje puede no ser adecuado para un circuito de interruptor de flotador de 110V o 230V AC.
Protección de RS485, Modbus, Ethernet y PoE
Las estaciones de bombeo suelen usar RS485 o Modbus RTU para conectar VFD, E/S remota, caudalímetros, controladores de nivel y pasarelas SCADA.
El SPD de señal debe coincidir con el voltaje de la interfaz, la disposición de los conductores, la velocidad de datos, la capacitancia, el apantallamiento y el método de puesta a tierra.
IEC 61643-21:2025 se aplica a los SPD conectados a redes de telecomunicaciones y señalización.
También cubre líneas que transmiten energía y datos conjuntamente, incluidas las aplicaciones PoE. [2]
| Circuito | Dirección inicial del SPD | Confirmar antes de seleccionar | Riesgo común |
|---|---|---|---|
| CA trifásica | SPD de CA tipo 2 o tipo 1+2 | Tensión, sistema de puesta a tierra, polos, Uc, Up, In, Imax, Iimp y protección de respaldo | Seleccionar solo a partir de kW de la bomba o Imax |
| Control de 24V CC | SPD para línea de control de CC de baja tensión | Tensión máxima de CC, corriente, conductores, puesta a tierra y caída de tensión | Usar un SPD de CA de red |
| Sensor de 4–20mA | SPD de señal analógica adaptado a la aplicación | Lazo de dos hilos o cuatro hilos, tensión, resistencia, puesta a tierra y HART | Ignorar la tensión disponible del lazo |
| Interruptor de flotador | SPD para entrada digital o línea de control | Contacto seco o alimentado, tensión de CA o CC, corriente y conductores | Usar un SPD de baja tensión en un circuito de control de CA |
| RS485 / Modbus | SPD para RS485 o datos industriales | Tensión de trabajo, de dos hilos o de cuatro hilos, velocidad de datos, referencia y blindaje | Capacitancia o puesta a tierra incompatibles |
| Ethernet / alimentación por Ethernet (PoE) | SPD compatible con RJ45 o PoE | 100M o Gigabit, estándar PoE, alimentación, uso de pares y blindaje | Suponer que todos los SPD RJ45 admiten todos los modos PoE |
En dispositivos móviles, cada fila de la tabla se convierte automáticamente en una tarjeta vertical.
Instale los SPD de señal en la entrada del cable
Coloque un SPD de señal cerca del punto donde el cable externo entra en el armario.
Evite tender el cable protegido de vuelta junto al cable de entrada no protegido durante una larga distancia.
Instalación y puesta a tierra de una estación de bombeo exterior
Un gabinete con clasificación IP protege contra la entrada de factores ambientales como polvo y agua.
No impide que la sobretensión transitoria entre a través de un conductor eléctrico.
El rendimiento en instalación del SPD también depende de su ubicación, la longitud del conductor de conexión, el tendido del cable y la unión equipotencial.
Prácticas recomendadas
- Instale el SPD cerca del punto de entrada del cable.
- Use una conexión corta y directa al PE o a la barra de unión.
- Mantenga el cableado no protegido alejado del cableado protegido.
- Separe el cableado de alimentación del motor, la señal analógica y la comunicación.
- Utilice entradas de cable selladas y organizadas.
- Controle la condensación, la corrosión y la temperatura del gabinete.
- Proporcione acceso para el reemplazo e inspección del módulo.
Instalación correcta
- Conductor corto del SPD a PE
- Punto común de unión equipotencial
- Cableado de potencia y señal separado
- Cableado protegido mantenido alejado del cableado entrante
- Estado accesible y módulos reemplazables
Errores de instalación comunes
- Conductor de tierra largo o enrollado
- SPD instalado lejos de la entrada de cable
- Cables protegidos y no protegidos tendidos juntos
- Cable de señal tendido junto al cable de alimentación del motor
- Terminales sueltos, corroídos o con mantenimiento deficiente
Alarmas remotas y mantenimiento
Muchas estaciones de bombeo son remotas o no están tripuladas.
Es posible que una ventana de estado visual dentro del armario no sea suficiente para el equipo de mantenimiento.
Cuando el SPD seleccionado proporcione un contacto seco, su estado puede conectarse a una entrada digital de PLC, a un sistema SCADA o a una alarma remota.
Confirme la lógica de contacto normalmente abierto, normalmente cerrado y común, la capacidad nominal del contacto y el voltaje de entrada del PLC antes de realizar el cableado de la alarma.
Revisiones de mantenimiento sugeridas
- Inspeccione el indicador de estado visual.
- Pruebe la entrada de alarma remota.
- Compruebe si los terminales están sueltos o sobrecalentados.
- Inspeccione si hay corrosión o condensación.
- Revise la instalación después de un evento de rayos importante.
- Registre las fechas de sustitución de los módulos.
Indicaciones de productos y pruebas del proveedor de LEEYEE
Las siguientes familias de productos LEEYEE pueden utilizarse como orientaciones de evaluación inicial.
No son selecciones universales para todos los paneles de bombas.
El Uc final, la configuración de polos, el modo de protección, la versión de señal y la protección de respaldo deben coincidir con el proyecto real.
La serie multipolar LEEYEE LY1-C40 puede evaluarse para una entrada de panel de bombeo trifásico aguas abajo cuando su voltaje, polos, modos de protección y condiciones de cortocircuito coinciden con el sistema.
La serie multipolar LEEYEE LY1-12.5 puede evaluarse cuando el proyecto requiere un SPD Tipo 1+2 y la versión seleccionada coincide con el circuito de entrada.
La familia de SPD para señal LEEYEE LY10 puede evaluarse para RS485 compatible, telemetría y circuitos de señal industrial de bajo voltaje.
Se requiere una revisión de aplicación por separado para bucles de 4-20 mA.
No asuma que un modelo RS485 es automáticamente adecuado para todos los transmisores analógicos.
Los compradores B2B deben revisar las hojas de datos de los productos, el alcance de los certificados, los documentos de cableado y los resultados de las muestras antes de aprobar un pedido en masa.
LEEYEE puede brindar asistencia en la confirmación de modelos, etiquetado OEM, documentación técnica, archivos de certificados y evaluación de muestras para proyectos adecuados.
Lista de verificación para la adquisición de SPD para paneles de control de bombas
Antes de solicitar un modelo a un proveedor, prepare la siguiente información.
| Información | Por qué es Importante | Detalles de ejemplo |
|---|---|---|
| Suministro principal | Determina el voltaje y la configuración de polos | 400 V, 415 V o 480 V; trifásico o tetrapolar |
| Sistema de conexión a tierra | Determina los modos de protección y la conexión | TN-S, TN-C-S, TT, IT o delta |
| Ubicación del panel | Ayuda a determinar la evaluación de Tipo 2 o Tipo 1+2 | Entrada de servicio, panel secundario o ubicación exterior |
| Control de motores | Define el VFD o la disposición del arrancador | DOL (arranque directo), estrella-triángulo, arrancador suave o VFD |
| Voltaje de control | Determina la protección auxiliar de CA o CC | 230V AC, 110V AC or 24V DC |
| Interfaces de sensor | Determina el tipo de SPD de señal | 4–20 mA, 0–10 V, contacto flotante o entrada de impulsos |
| Comunicación | Determina el voltaje de datos y los requisitos de transmisión | RS485, Modbus RTU, Ethernet o PoE |
| Requisitos del proyecto | Afecta la aprobación técnica y comercial | Certificados, alarma remota, cantidad y etiqueta OEM |
Una fotografía del armario es útil, pero no es suficiente
Una fotografía puede mostrar la disposición y el espacio disponible en el riel DIN.
No puede confirmar el sistema de puesta a tierra, el voltaje normal, la interfaz de señal ni la protección aguas arriba.
Preguntas frecuentes
¿Qué SPD debería usarse en un panel de control de bomba trifásica?
Un SPD de Tipo 2 se evalúa habitualmente en un panel aguas abajo.
Un SPD de Tipo 1+2 puede requerir una evaluación en una posición de entrada más expuesta.
El modelo exacto depende de la tensión, el sistema de puesta a tierra, la disposición del neutro y la protección aguas arriba.
¿Se puede seleccionar el SPD a partir del rendimiento en kilovatios de la bomba?
N.º.
La potencia del motor afecta a los equipos de conmutación y sobreintensidad, pero no determina la tensión, los polos, los modos de protección ni la categoría de instalación del SPD.
¿El SPD del A/C principal protege el sensor de nivel?
N.º.
Una sobretensión que entra a través del cable del sensor puede eludir el SPD de alimentación principal y llegar a la entrada del PLC.
Utilice un SPD de señal que coincida con la interfaz del sensor.
¿Se puede instalar un SPD de CA normal en la salida del VFD?
No como solución por defecto.
La salida del VFD es una forma de onda PWM.
El estrés de tensión en el lado del motor normalmente requiere filtros, reactores, cables y motores aprobados para accionamientos.
¿Un armario de bomba IP65 para exteriores todavía necesita un SPD?
El grado IP65 protege contra la entrada de polvo y agua.
No protege contra la tensión transitoria que entra a través de conductores de alimentación, sensores o comunicación.
¿Deberían protegerse ambos extremos de un cable de sensor largo?
La protección en ambos extremos puede ser adecuada cuando un cable largo en exteriores conecta equipos valiosos o cruza diferentes zonas de protección.
También deben revisarse el blindaje y la conexión equipotencial de los cables.
¿Debería el SPD incluir un contacto de alarma remota?
El estado remoto es útil para estaciones de bombeo no tripuladas y emplazamientos que no se inspeccionan con regularidad.
Confirme la lógica de contacto, la capacidad nominal y la entrada del PLC o SCADA.
¿Este guía cubre controladores de bombas contra incendios?
N.º.
Los proyectos de controladores de bombas contra incendios requieren una revisión independiente de la homologación del controlador aplicable, la especificación del proyecto y los requisitos de cumplimiento.
¿Necesita una configuración SPD para el panel de bomba?
Envíe la tensión principal, el sistema de puesta a tierra, el tipo de arrancador o VFD, la tensión de control, las interfaces de sensores, las líneas de comunicación y el plano del panel.
LEEYEE puede ayudar a revisar los puntos de protección de CA, CC y señal necesarios.
Hable sobre el panel de bombasCNSPD es la plataforma de LEEYEE centrada en la protección contra sobretensiones, creada para ayudar a los compradores globales a obtener SPD fiables y productos relacionados de protección de baja tensión. Construido para Proteger. Confiable para Durar.
Referencias
El diseño final del sistema debe cumplir con las normas nacionales aplicables, las especificaciones del proyecto y las instrucciones suministradas con el SPD seleccionado y el equipo conectado.
- Comisión Electrotécnica Internacional, IEC 61643-11:2025 — Dispositivos de protección contra sobretensiones de baja tensión conectados a sistemas de alimentación de baja tensión en CA .
- Comisión Electrotécnica Internacional, IEC 61643-21:2025 — Dispositivos de protección contra sobretensiones conectados a redes de telecomunicaciones y señalización .
- Comisión Electrotécnica Internacional, IEC 61643-01:2024 — Requisitos comunes para dispositivos de protección contra sobretensiones de baja tensión .
- Weidmüller, Fundamentos técnicos de la protección contra rayos y sobretensiones .
- Danfoss, Opciones de alimentación VLT — Filtros de salida senoidales y dU/dt .
- Schneider Electric, Protección contra sobretensiones para instalaciones completas de agua/aguas residuales, nota de aplicación AG-22020 .
- CITEL, Protección contra sobretensiones para estaciones de bombeo y paneles de bombas .
- LEEYEE, Certificado de producto e información sobre el alcance del certificado .
