UL 1449 es el estándar de seguridad de Underwriters Laboratories para dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD). Las sobrecargas son incrementos rápidos en el voltaje y la corriente que pueden ocurrir en los circuitos de alimentación de CA o CC que pueden dañar el equipo conectado a estos circuitos. Un ejemplo de una oleada sería un rayo sobre o cerca de líneas eléctricas expuestas. El golpe puede inducir voltajes en la línea de alimentación que pueden exceder un millón de voltios. Estos voltajes inducidos aumentan hasta sus amplitudes pico extremadamente rápido (de 1 a 2 microsegundos), y tienen duraciones relativamente cortas que duran hasta 1 milisegundo (1000 microsegundos). Para la perspectiva, un ciclo completo de 60Hz de potencia dura 16.7 milisegundos. La tensión de sobretensión impulsa la alta corriente por la línea de alimentación. Esta corriente, al igual que el voltaje de sobretensión, aumenta a valores máximos en el rango bajo (de 4 a 8) microsegundos y dura 20 microsegundos. Los SPD cubiertos por UL 1449 son dispositivos que detectan rápidamente el aumento de voltaje, encienden y desvían la corriente de sobretensión a tierra. Mientras se desvía la corriente, el voltaje vuelve a niveles de operación seguros y el SPD se reinicia para el siguiente aumento.
Con esta breve descripción de lo que hace un SPD, podemos pasar a las pruebas que derivan los valores que aparecen en las etiquetas y especificaciones. Estas pruebas se realizan para garantizar la operación segura del SPD bajo condiciones de operación extremas.
1) Voltaje nominal: este es el voltaje declarado por el fabricante para el que está diseñado el SPD. Por ejemplo, un SPD para una toma de corriente en su hogar tendría un voltaje nominal nominal de 120 voltios
2) Voltaje máximo de operación continuo de MCOV: El voltaje nominal máximo que puede resistir el SPD sin encenderse. Este valor es típicamente 15 a 20% más alto que el voltaje nominal. Un valor 15% más alto en un circuito nominal de 120 voltios daría como resultado un MCOV de 138 voltios
3) Clasificación de protección de voltaje VPR: El VPR es el valor de voltaje donde el SPD limita un aumento específico. La oleada específica utilizada se denomina oleada combinada de onda (voltaje y corriente). Esta oleada de onda combinada es de 6000 voltios con un aumento de 1,2 microsegundos por 50 microsegundos de duración (forma de onda de 1,2 X 50) y 3000 amperios con un aumento de 8 microsegundos de duración de 20 microsegundos (forma de onda de 8 x 20). Este aumento se aplica al SPD con el MCOV. Un osciloscopio se usa para registrar y medir el voltaje al que el SPD limita los 6000 voltios. Tres oleadas de ondas de combinación se aplican a la muestra SPD. Los valores de tensión límite medidos se promedian. El valor promediado se usa luego para seleccionar un VPR de una tabla en el estándar. Los valores en la tabla se redondean al valor de 100V más cercano. Por ejemplo, si el promedio es 405 voltios, la tabla muestra que el valor redondeado es 500V. El VPR resultante de 500 V se asigna al SPD.
4) In: In representa el valor de la corriente de sobretensión nominal (8 X 20) que un SPD puede desviar de manera segura 15 veces con MCOV aplicado entre cada sobretensión. El fabricante del SPD selecciona un valor de la corriente (8 X 20) a partir de una tabla en el estándar 1449. Los valores son 3000 Amps, 5000 Amps, 10,000 Amps o 20,000 Amps. Se utiliza un voltaje de pico de la forma de onda 1.2X 50 para conducir la corriente seleccionada a través del SPD. El SPD pasa esta prueba si permanece en funcionamiento después de aplicar los 15 impulsos. Para verificar la operación, se repite la prueba VPR.
5) Prueba de corriente: hay 3 diferentes pruebas de corriente de cortocircuito en UL 1449.
a) Clasificación de corriente de cortocircuito: debe ser un valor superior a 5000 amperios. El valor es declarado por el fabricante de SPD y debe ser igual o mayor que la calificación del sistema en el que se instalará. Por ejemplo, si el panel eléctrico de su hogar tiene un índice de falla de 10,000 amperes, un SPD instalado debe tener un valor mínimo de falla de 10,000 amp.
b) Corriente intermedia: prueba a 100 amperios, 500 amperios y 1000 amperios
c) Corriente limitada: prueba a 0.5 Amps, 2.5 Amps, 5 Amps y 10 Amps
La corriente de cortocircuito es diferente a la corriente de sobretensión. La corriente de sobretensión fluye a través de un SPD durante períodos cortos (20) microsegundos. La corriente de falla fluirá a través del SPD hasta que una desconexión (fusible, interruptor automático u otro dispositivo limitador de corriente) abra el circuito de potencia. Esta desconexión podría ser el fusible principal en el servicio público o un fusible interno en el SPD. Puede tomar una desconexión (> 1000 microsegundos) para abrir y limitar la falla de la corriente. La corriente de falla fluirá a través del SPD durante un período de tiempo mucho más largo en comparación con una sobretensión de 20 microsegundos.
Cada una de las pruebas de cortocircuito se realiza utilizando el doble del voltaje nominal que el SPD está diseñado para operar. Por ejemplo, una SPD de 120 V tendría la prueba realizada a 240V. El voltaje más alto asegura que el SPD se encenderá y la corriente de cortocircuito fluirá a través del SPD. La fuente de poder debe ser capaz de entregar la corriente de falla seleccionada. Durante la aplicación de las pruebas actuales, las muestras se cubrirán con tela de queso y papel de seda.
Corriente de cortocircuito: se prueban tres muestras al energizarlas con el doble de la tensión nominal y se induce la corriente de cortocircuito seleccionada (mínimo 5000Amps) en el SPD.
Corriente intermedia: se prueban tres muestras nuevas en cada nivel de 100 amp, 500 amp y 1000 amp.
Corriente limitada: se prueban tres nuevas muestras en cada nivel de corriente de 0.5Amps, 2.5Amps, 5Amps y 10Amps.
El SPD falla estas pruebas si hay emisión de llama, metal fundido, partículas brillantes o en llamas a través de cualquier abertura. No puede haber carbonización, brillante o llameante de papel de seda o gasa, ignición del recinto. No se pueden crear aberturas en el gabinete que permita el acceso a las partes eléctricas vivas. No debe haber degradación o separación de rastros de una placa de circuito impreso.
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Está es una traducción extracto y adaptación del artículo original https://www.transtector.com/resources/blog/UL-1449-SPD-TESTING-TERMINOLOGY-EXPLAINED