FILTRO DE TIERRAS INDUC-CONTROL

Descripción del equipo
Elemento de protección secundaria de la toma de tierra, que amortigua sobretensiones que puedan afectar la edificación protegida provocadas por la caída de un rayo a cierta distancia.

Componentes y estructura
Introducción del tubo interior con serpentín y arena en camisa o cuerpo exterior, cerrado con sus correspondientes tapas previa unión al cableado de ambos extremos, y posteriormente cerrado y sellado. Este cuerpo exterior, de PVC, se halla rellenado con una mezcla de arenas específicas, en cantidad y granulometría determinada. Cada tapa del cuerpo exterior dispone de un terminal eléctrico T-50/10, más una tuerca ciega según DIN-1587, en acero inoxidable A-2. Montaje de pies de sujeción aislantes.

Elementos superiores del Induc-Control
– Semiesfera de aluminio fundido calidad AlSi12, cubierta por tapa y pletina de policarbonato transparente de la marca Makrolon o similar, cerrado en su base por tapa en material PVC gris. Cuello de aluminio unido mediante varilla roscada de acero inoxidable calidad A-2 y terminal eléctrico para unión al serpentín.
– Las uniones se realizan con varilla roscada, tuerca ciega y arandela en acero inoxidable calidad A-2.
– Tapa de aislamiento de elementos metálicos y sujeción tapa PC a semiesfera de aluminio en PVC gris.
– Vástago rodado, compuesto de pieza mecanizada de acero inoxidable calidad AlSi-316, tubo de aluminio comercial de ajuste de todo el conjunto.

Elementos internos del Induc-Control
– Serpentín de discos de acero zincado unidos por tornillos, tuercas y arandelas también de acero zincado, con terminales eléctricos en ambos extremos para unión del cableado con las tapas exteriores del tubo.
– El tubo de PVC donde se aloja el serpentín se halla rellenado con una mezcla de arenas específicas, en cantidad y granulometría determinada.
– Sellado y cerrado de los extremos con salida para cable eléctrico con terminales eléctricos de bronce para unión con el serpentín.

Dimensiones y peso del Induc-Control
– Altura Induc-Control: 65 cm
– Diámetro: 20 cm
– Peso: 28 kg

Función del Induc-Control
Como consecuencia de los efectos secundarios producidos por la caída de un rayo a cierta distancia, PROTOTAL® propone la protección de tierras mediante el filtro Induc-Control®. Este elemento de protección tiene un efecto de amortiguación de las sobretensiones inducidas a través del suelo hacia la toma de tierra de la edificación protegida.
Se trata de dos arrollamientos concéntricos sobre un soporte metálico. Los sentidos de los arrollamientos son contrarios. Cada arrollamiento tiene un valor de 35,5 microhenrios.
El filtro de tierras Induc-Control se encuentra by pasado o puenteado por un cable. Esto significa que, en condiciones estacionarias, es decir, sin perturbaciones, entre las puntas del filtro el potencial es 0, y la resistencia es nula o prácticamente nula (apenas unas centésimas de ohmio, si llega, de la propia resistencia del cable o de la imperfección de las conexiones de las bornas). Por ello se considera que el filtro de tierras Induc-Control es totalmente transparente (R=0Ω) a las medidas de comprobación de las tomas de tierra, y actúa adecuadamente como derivador de pequeñas corrientes indeseables hacia tierra.
En condiciones transitorias, o sea, con perturbación, la actividad se produce a partir de un cierto potencial de activación. Dicho valor oscila entre 1.1 y 1.5 kV. A partir de este momento el filtro comienza a actuar presentando un efecto de resistencia negativa, y por tanto la intensidad de corriente empieza a pasar por el filtro y no pasa por el cable, que adquiere el papel de resistencia, o dicho de otro modo, la vía de paso de alta impedancia.
A partir de este potencial de activación, aunque la onda perturbadora o activadora continúa en progresión, el filtro presenta, por inercia, un pequeño rebote que sobrepasa el potencial de activación y que presenta un máximo a unos 300 a 500 ns. La modelización matemática de la respuesta del filtro es sencilla. Se trata de una senoide cuya amplitud va disminuyendo de manera exponencial.
El potencial de activación del Induc-Control se alcanza con gran rapidez (el valor máximo es de 100 ns. El valor mínimo no es posible ponderarlo debido a la falta de precisión de los osciloscopios actuales).

Para hacernos una idea de la rapidez con que las protecciones PROTOTAL empiezan a actuar vamos a hacer una breve explicación de las pruebas estándar tipificadas por las normativas más exigentes que podemos encontrar en todos los países del mundo.
Las pruebas estandarizadas de aislamiento se consideran modelizadas con el estándar 1,25/50 μs en tensión por caída directa o casi directa de un rayo o bien una espuria residual del mismo. De hecho, este valor no es más que una modelización extrema de un fenómeno difícil de cuantificar pero que se considera que el primer destello no acostumbre a cebarse en menos de 2 – 3 μs (estimaciones por la Ley de Lenz, en el caso modelizado de un salto de chispa entre las placas del condensador que representan respectivamente la nube y la superficie de la tierra, y con un dieléctrico atmosférico de humedad variable).
Por otra parte, las inducciones residuales (corrientes de derivación, carece de sentido hablar de tensiones), se consideran amortiguadas por dos motivos: tanto por su propia naturaleza de inducción (son inducciones sin contacto directo) como por los elementos resistivos de diferente naturaleza (resistencia, inductivos, capacitivos) que encuentran a su paso. En definitiva, las pruebas de intensidad están modelizadas con el estándar 8/20 μs, que tiene una forma de onda con un pico de rampa menos pronunciada y una “cola” de la onda mucho menos “llena”, y por tanto menos energética.

Teoría del funcionamiento del Induc-Control
Cuando se produce una descarga eléctrica atmosférica (rayo) esta puede impactar tanto en personas como en edificios, líneas de energía y datos o directamente sobre el terreno. En el supuesto de que en un objetivo concreto estén protegidos todos los posibles caminos de entrada de la sobretensión producida, queda finalmente el camino por tierra.
Según análisis realizados al respecto y teniendo en cuenta las variables atmosféricas y la resistividad del terreno, en una descarga del tipo medio, es decir 1Mv en el punto del impacto y una corriente de 100 KA, pueden aparecer sobretensiones del orden de 500 Kv a 10 m del punto del impacto, este valor ira decreciendo en función de la distancia y de la composición del terreno, pero como dato a tener en cuenta, con una resistividad del terreno de 500 ohm/m, podemos observar pulsos de tensión del orden de 100 Kv a una distancia de 100 m y de 40 Kv a una distancia de 200 m.
Con estos datos, si los dispositivos eléctricos o electrónicos que dispusiesen de una toma de tierra y estuviera en la zona de influencia del impacto, se verían afectados por el pulso de tensión y como consecuencia, su posible deterioro, al ser atravesados por esta descarga

Aplicación del Induc-Control
El equipo Induc-Control ha sido diseñado para minimizar al máximo este fenómeno introduciendo una impedancia, de acuerdo con los parámetros de las descargas atmosféricas entre los equipos a proteger y la toma de tierra. La introducción de este equipo no altera el comportamiento eléctrico de la toma de tierra, al ser el valor resistivo del dispositivo tendiente a cero, prácticamente despreciable (16 mohm).