Las fuentes de alimentación certificadas según la norma EN61558-1 cumplen con los requisitos de protección frente a sobretensiones de la clase OVC III. La ventaja de utilizar estas fuentes de alimentación es la reducción de espacio, peso y coste, así como la simplicidad en la instalación y cableado. La compañía especialista en distribución de componentes electrónicos de conversión de potencia, Electrónica OLFER SL, analiza en este artículo los beneficios de utilizar equipos con categoría OVC III.
Existe en la actualidad una creciente demanda de fuentes de alimentación con un nivel de protección frente a sobretensiones transitorias OVC III. No obstante, la mayoría de las fuentes de alimentación se diseñan con un nivel de protección II, según el estándar EN60950 (que se sustituirá por el EN62368-1 el 20 de enero de 2020).
Categoría OVC III
Según el estándar IEC 60664-1 (2007), los equipos con categoría de protección frente a sobretensiones de nivel III son dispositivos para conectar en instalaciones fijas con requisitos especiales de fiabilidad o disponibilidad o directamente en un cuadro de distribución, es decir, no conectados directamente a una toma de red convencional sino dentro un cuadro eléctrico.
Para un equipo de categoría III se necesita una capacidad de soportar sobretensiones de 4.000 V, considerando una alimentación de 230Vca, la habitual en Europa, mientras que para tener el mismo nivel en Norte América solo necesitan soportar 2.500 V si la alimentación es de 120Vca. Esto indica, explica Olfer, que una fuente de alimentación que cumpla los requisitos de una categoría para Europa puede cumplir con un nivel superior para Norte América.
Asimismo, es necesario aclarar que dicho nivel de 4.000 V no equivale al dato de aislamiento que encontramos normalmente en las fuentes de alimentación, aunque existe una relación matemática de √2 entre ambas. Es decir, un nivel de protección frente a sobretensión de 4.000 V indica un aislamiento de 2.800 V (4.000 ÷√2= 2.800 ).
La tabla 1 indica sólo los niveles requeridos para un aislamiento básico. En caso de una fuente de alimentación con aislamiento doble o reforzado, se debe considerar un nivel superior. También hay que aclarar que una fuente de alimentación con un nivel de protección III cumple con los requisitos de los niveles II y I.
Con la creciente demanda de la industria 4.0, algunos equipos de control para robótica necesitan cumplir con la norma IEC60204-1 y necesitan un transformador de aislamiento adicional entre la red eléctrica y la fuente de alimentación conectada, como se muestra en la figura 3.
Si la fuente ya cumple con la categoría de protección frente a sobretensiones III (OVC III) podemos eliminar dicho transformador y seguir cumpliendo con la IEC60204-1. Esto nos permite reducir significativamente el espacio, peso y coste del sistema.
Otra aplicación para fuentes de categoría OVC III es para el uso de equipos industriales permanentemente conectados en instalaciones fijas.
Otras aplicaciones que exigen OVC III
Hay otras normativas y estándares que exigen cumplir con la categoría III para diferentes aplicaciones:
- IEC/EN50178 Equipo electrónico para uso en instalaciones de potencia.
- IEC 60204-1 Seguridad de las máquinas. Equipo eléctrico de las máquinas.
- IEC 62103 Electronic equipment for use in power installations.
- IEC/EN62477-1 Requisitos de seguridad para sistemas y equipos de conversión de potencia de semiconductores. Parte 1: Generalidades.
Esto quiere decir que diferentes aplicaciones exigen al sistema cumplir con niveles más exigentes de protección ante sobretensiones, en cuyo caso tener una fuente de alimentación que cumple con dicho nivel permite eliminar las protecciones adicionales.
Si se necesita usar una fuente de alimentación de clase II en una aplicación con requisitos de clase III se puede solucionar de dos formas. O bien se usa un transformador de CA de aislamiento antes de una fuente de alimentación de clase II para aumentar las distancias de separación o bien se añaden protecciones externas como protectores y elementos para absorción de transitorios antes de la fuente de clase II.
Por ejemplo usar un protector de transitorios de nivel III para que el posible pico de tensión que le pueda a llegar a la fuente sea de clase II.
No obstante, ambas soluciones incrementan el espacio y peso necesarios, por lo que la mejor solución es intentar usar una fuente de alimentación que ya cumpla con el nivel III.
Fuentes de alimentación Mean Well que cumplen con la categoría III
Mean Well tiene algunas series homologadas EN61558-1 mediante un certificado CB. En la última versión del estándar IEC 61558-1:2005 + AMD1:2009 especifica las distancias en el aire y líneas de separación necesarias a través del aislante para poder cumplir con la categoría III. En la nueva edición de la IEC 61558-1 se detallan los ensayos a realizar para poder cumplir con los requisitos.
Las series que están certificadas EN61558-1 y que por tanto cumplen con el nivel III son LRS-35, LRS-50, LRS-75, LRS-100, LRS-150, LRS-150F, RSP-75, RSP-100, RSP-150, HDR-15, HDR-30, HDR-60, HDR-100, OWA y KNX-20E. La intención de Mean Well es seguir ampliando la gama de fuentes de alimentación con OVC III.
Hay que destacar que la norma solo especifica los niveles de ensayo de tensión hasta 2.000 metros de altitud. Aunque en sus diseños han reservado más espacio y protecciones para poder cumplir hasta un valor de 5.000 m con un factor de 1,48 adicional de separación, para altitudes superiores se tendría que considerar el producto como de una categoría inferior en caso de no estar ensayado a dichos niveles.