Bobina de choque

[Alejandro Márquez]

Buenas tardes estimados, mis saludos.

En esta oportunidad quería plantear el tema sobre la bobina de choque para la interconexión de mallas de puesta a tierra. Su funcionamiento está descrito en el libro Tierras de Fabio Casas y básicamente funciona para aislar mallas sensibles de cualquier peturbación proveniente del sistema eléctrico general, manteniendo la equipotencialidad.

En el libro se muestra una especificación típica:

- L80 / 80 uH / 70 kA / Factor de calidad a 60 Hz: 38 / Factor de calidad a 1 MHz 718000 / Resistencia AC 0,0007 ohm / Capacitancia 315 pF.

A pesar de conocer esa especificación, he estado buscando los posibles fabricantes que puedan ofrecer este dispositivo y hasta ahora solo he visto un dispositivo parecido de la marca ERICO, ellos lo denominan PEC (potential equalization clamp), por eso quería saber si alguien ha tenido experiencias utilizando estos aparatos.

Otra cosa no menos importante, cuales son los requisitos a considerar para especificarla, como varían sus capacidades.

Agradezco su colaboración, ya que no conozco mucho del tema y quiero considerar su aplicación en el proyecto en el que estoy trabajando actualmente.

Atentamente,

Alejandro Márquez

El Tigre, Venezuela

58-426-3949395

[Jose Luis Falcon Chavez]

Alejandro:

 

Hace 3 años instalamos un sistema completo de protección para una torre de telecomunicaciones de TELMEX, bajo el proyecto del Ing Casas, en una zona de alta cantidad de tormentas eléctricas pues es zona tropical. Parte de la solución era esa bobina de choque, recalco que fue una solución completa de toda una serie de elementos de protección, y de inmediato se vieron resultados satisfactorios, la única falla fue causada por un elemento DPS en la acometida eléctrica que el proveedor CFE no nos permitió colocar y que había sido señalado como el punto débil.

 

Para mayor información escríbele directamente al Ing. Favio Casas (Colombia) ó al Ing. Braulio Alzate (México)…saludos desde México¡¡¡

 

ING. JOSE LUIS FALCON

DIPSA CONSTRUCTORA

AREA ELECTRICA

55-3400-4806

 

jlfa...@grupodipsa.com.mx

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LISTA ELECTRICA SALVADOR MARTINEZ
 
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[Favio Casas]

Estimado Alejandro y demás colegas: Espero que con los documentos anexos y el resumen que envió Héctor Graffe hace algún tiempo a la lista (lo copio), les aclare dudas sobre este tema.

 

Cordial saludo,

 

FAVIO CASAS OSPINA
Gerente General
Seguridad Eléctrica SAS - Segeléctrica
Calle 44C 57-49
Tel: (571 315 7800
Bogotá – Colombia

 

De: ing. Héctor Graffe Cantillo para la Lista Eléctrica

Apreciados colegas,

 

Me han remitido un correo donde puedo observar la gran discusión sobre las bobinas de choque y finalmente no haber acuerdo, porque se limitan a hablar sobre las sobretensiones que se generan o que piensan que el circuito queda abierto. Otros dicen que es un término local o que no existen referencias bibliográficas. Espero que mi aporte contribuya en forma objetiva al tema y sea una invitación a investigar y documentarse de los temas sobre los cuales queremos discutir antes de soltar opiniones sin fundamento.

 

Inicio con algunas referencias:

 

En la página 506 del Handbook de McPartland 2002 (quizás el mejor handbook del NEC) recomienda instalar "choke coil"

 

Sten Benda (de mucha influencia mundial en el tema de compatibilidad electromagnética) en las pág 220, 230, 289  y 351 de su libro Interference Free Electronics de 1998 recominenda utilizar "Blocking Choke" de dos formas.

 

La IEC tiene establecido el símbolo, que es un triángulo con una bobina en el centro.

 

Las normas militares de E.U. la tienen establecida para interconectar puestas a tierra.

 

En Francia se han utilizado y puesto en el mercado desde hace más de 30 años (las llaman High Frequency Earth Coil) Ver Chemin des postes Douai.

 

En otros países europeos las llaman “Decoupling inductor”.

 

Yo pienso que en primer lugar deberíamos ver donde existen bobinas de choque y podemos empezar por observar elementos tan simples y de uso diario como lo son nuestras computadoras; el cable RGB que conecta el monitor con la CPU, tiene una bobina de choque (cable pasando por un núcleo de ferrita); en segundo lugar cabria preguntarnos cuánta inductancia genera ese núcleo de ferrita (será que alcanza los 50 uH?) y por tanto cuánto podría ser la sobretensión.

 

Vayamos ahora a la fuente de un computador y en general de cualquier equipo electrónico de una marca reconocida (computadoras Dell por ejemplo); si la destapamos vemos que el conductor de tierra que se encargará de unir la masa con el sistema de tierra del circuito que lo alimenta, es interrumpido por un núcleo de ferrita al cual se le dan entre dos y tres vueltas y el cable es tan solo un conductor 14 AWG.  Nuevamente cuanto será la inductancia en esa bobina?

 

En un cable de cobre de 50 mm cuadrados (1/0 AWG), la inductancia se estima en 1 uH/m ante corrientes de impulso tipo rayo y lógicamente que a menor magnitud del calibre del conductor, mayor inductancia se puede encontrar; es esta una de las razones por la que se pide que siempre se construyan puestas a tierra dedicadas para equipo electrónico, para protección contra rayos y para subestaciones, y que estas deben quedar lo mas cerca posible de la aplicación respectiva; la IEEE 1100 recomienda la utilización de mallas de alta frecuencia en los centros de cómputo, con el simple objetivo de crear un plano equipotencial de baja impedancia, en aquellos sitios donde el suelo está lejos de los equipos.  (30 m de cable 1/0 7 hilos, equivalen a una bobina de 30 uH sin considerar las curvas que pueda tener).

 

Estas aplicaciones son respaldadas por documentación y normatividad internacional como la IEC, que sirve de guía para la fabricación de equipos electrónicos, son desarrollos de grandes multinacionales y nadie se opone a su utilización pues han demostrado su buen funcionamiento.

 

Si se utilizan bobinas de choque en la interconexión de puestas a tierra dedicadas a cada aplicación, hay validez  siempre que se hagan los cálculos de sobretensiones, evaluemos su ubicación y determinemos si van a hacer lo que uno quiere y no empecemos a colocarlas como locos.  Una inductancia del orden de 20 a 100 uH no se comportará propiamente como un circuito abierto, ya que la impedancia no es infinita y más bien se comporta como un filtro de señales; en este caso de señales de rayo, en donde el frente de onda será amortiguado y su rata de ascenso se reduciría (recordemos que el frente de onda es uno de los principales enemigos de los equipos que queremos proteger), al igual que la magnitud de corriente que se dispersaría por la puesta a tierra de equipo electrónico y por tanto el GPR (máximo potencial de tierra) y las sobretensiones conducidas e inducidas serían menores.

 

Nosotros las hemos utilizado (previo análisis en programas como Orcad Spice y ATP Draw) en interconexión de puestas a tierra de equipo electrónico (buscamos reducir la tensión máxima en las referencias de los equipos electrónicos),  con las demás puestas a tierra de una edificación (protección contra rayos y potencia) y no hemos tenido problemas con los equipos que hemos buscado proteger ni tampoco sobretensiones no controladas, adicionalmente las he utilizado para limitar las sobrecorrientes conducidas por los cables de potencia y de señales. 

 

Finalmente es importante recordar que los equipos electrónicos que se comunican en forma alámbrica, necesariamente interconectan sus masas y por tanto generan lazos de tierra con los que tenemos que convivir; por tanto entre menos corriente tengamos en el sistema de puesta a tierra (puesta a tierra mas red equipotencial), sobretensiones menores aparecerán en los cables de señales.

 

CONCLUSIONES :

 

1. El tema no es nuevo en el mundo.

2. Sencillamente se trata de un filtro

3. Hoy se utilizan en muchas aplicaciones

4. Quien decida utilizarlas debe tener el conocimiento para hacerlo

5. Es imposible tener circuito abierto donde existe un canal conductivo

 

Cordial Saludo

Héctor Eduardo Graffe Cantillo

Ing. Electricista egresado de la Universidad Nacional de Colombia

 

"Alejandro Márquez" <alejoa...@gmail.com> Apr 09 12:27PM -0700 

[William Buitrago B]

Buen día para todos, aprovechando la información enviada por el ingeniero Favio Casas, me surge una duda constructiva:

• Que literatura adicional puedo buscar para considerar los puntos a tener en cuenta en la instalación de Bobinas de Choque? o las consideraciones de ingeniería para diseño?
• La instalación de una Bobina de Choque entre un SPT de un equipo de potencia y un SPT de Apantallamiento como debe ser montada? debe quedar de manera inspeccionable? puede quedar enterrada?
• En algún montaje que pude observar, encuentro una Bobina de Choque "casera", con cable #2 envuelta en un Tubo PVC de 3" conectada entre un SPT y un Tablero de Distribución, esta configuración es aceptada?

Muchas gracias por cualquier aclaración al respecto

William Buitrago