Los rayos son la fuente más importante de sobretensiones; se ha registrado que los pernos tienen de un millón a mil millones de voltios y entre 10.000 y 200.000 amperios. Sin embargo, los rayos solo constituyen una parte de todos los eventos transitorios en una instalación.

Debido a que los transitorios pueden originarse tanto de fuentes externas (como rayos) como de fuentes internas, las instalaciones deben tener instalados tanto un sistema de protección contra rayos como una protección contra sobretensiones.

Esto plantea la pregunta: ¿cuál es la diferencia entre estos dos sistemas y cómo funcionan juntos?

Sistema de protección contra rayos

En pocas palabras, un sistema de protección contra rayos protege una estructura de un rayo directo.

Para ello, se coloca una terminal aérea (o sistema de terminales aéreas) en la posición más probable para capturar el impacto directo, según el diseño arquitectónico de la estructura y el equipamiento del techo. El resto del sistema está diseñado para transportar de manera segura esa energía eléctrica desde el rayo de luz hasta el suelo de la manera más eficiente y segura posible.

Para interceptar el impacto y conducir la energía de alta corriente de un rayo hacia la tierra, los componentes del sistema incluyen:

Terminal aérea:  que se utiliza para interceptar el rayo.

Conductores de bajada: que proporcionan el camino más directo posible para mover la energía eléctrica hacia el suelo.

Sistema de puesta a tierra: que proporciona un camino para que la corriente se disipe en el suelo y esté fuera de peligro.

Vinculación: destinada a reducir la posibilidad de diferencias de voltaje que son un riesgo para la seguridad. 

Los estándares de protección contra rayos aseguran cómo colocar correctamente los terminales de aire, tender el cable, conectar a tierra y unir para garantizar la máxima seguridad en esta transferencia y disipación de energía.

Dispositivo de protección contra sobretensiones (Supresor de potencia)

 Un dispositivo de protección contra sobretensiones (Supresores de Transientes) está diseñado para proteger los sistemas y equipos eléctricos contra sobretensiones y eventos transitorios al limitar los voltajes transitorios y desviar las sobrecorrientes.

¿Qué causa los transitorios y las sobretensiones?

 Los rayos son la forma más espectacular de sobretensión generada externamente, sin embargo, se estima que el 65% de todos los transitorios se generan internamente dentro de la instalación mediante la conmutación de cargas eléctricas tales como: 

• Luces
• Sistemas de calefacción
• Motores
• Equipo de oficina 

¿Cómo funciona un Supresor de Potencia?

Hay al menos un componente no lineal del Supresores de Transientes que, en diferentes condiciones, cambia entre un estado de alta y baja impedancia. A voltajes de funcionamiento normales, los Supresores de Transientes se encuentran en un estado de alta impedancia y no afectan al sistema. Cuando ocurre un voltaje transitorio en el circuito, el Supresores de Transientes pasa a un estado de conducción (o baja impedancia) y desvía la energía y corriente transitorias de regreso a su fuente o tierra. Esto limita o sujeta la amplitud del voltaje a un nivel más seguro. Una vez que se desvía el transitorio, el Supresores de Transientes se restablece automáticamente a su estado de alta impedancia. 

¿Qué diferencia a los dos sistemas?

 En un nivel básico, el sistema de protección contra rayos protege la instalación y la estructura de golpes directos, mientras que los Supresores de Transientes protegen los equipos y sistemas eléctricos contra sobretensiones o transitorios

La forma en que operan los dos y los componentes involucrados también varían. Los componentes del sistema de protección contra rayos siempre están en su lugar y listos para funcionar, mientras que los Supresores de Transientes monitorean los voltajes internos del sistema y entran en acción si ocurre un voltaje transitorio en el circuito.

Cómo los dos trabajan juntos

 Aunque los rayos no son el evento transitorio más común, es el más significativo. Mientras que un sistema de protección contra rayos protege el exterior contra los efectos de los rayos, los Supresores de Transientes deben estar en su lugar para soportar el otro sistema y los transitorios relacionados que crea un impacto. Los Supresores de Transientes se activarán y comenzarán a conducir energía al sistema de puesta a tierra si las sobretensiones al equipo conectado exceden la clasificación designada.

Los rayos son la causa externa más probable de una sobretensión significativa, y los Supresores de Transientes deben instalarse para limitar las corrientes que ingresan al ambiente interno, lo que demuestra la importancia de un sistema de protección eléctrica de instalaciones interconectadas.

Los estándares de protección contra rayos, como los estándares de la Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NFPA) 780, UL 96A, LPI 175, IEC y BS en el manual, describen las consideraciones especiales para los DPS para su uso con sistemas de protección contra rayos.

Esencialmente, un dispositivo protector contra sobretensiones debe estar clasificado para su uso con el sistema de protección contra rayos de acuerdo con su corriente de descarga nominal, o el valor pico de In (8/20 μs) en el que el Supresores de Transientes aún puede funcionar después de 15 sobretensiones aplicadas. Según UL 96A, por ejemplo, los Supresores de Transientes de entrada de servicio deben tener una corriente nominal de descarga nominal de 20 kA.

No todos los Supresores de Transientes listados por UL están necesariamente clasificados para su uso con un sistema de protección contra rayos. Lo que significa esta clasificación es que puede manejar sobretensiones mayores que los dispositivos con una clasificación In más baja.