Introducció

En el món actual, impulsat per la tecnologia, els equips elèctrics i electrònics són més vulnerables que mai als danys causats per sobretensions causades per llamps, fluctuacions de la xarxa o operacions de commutació internes. Els protectors contra sobretensions, també coneguts com a dispositius de protecció contra sobretensions (SPD), tenen un paper vital en la protecció dels equips sensibles contra els pics de tensió. Aquest article explora les aplicacions pràctiques dels protectors contra sobretensions en diferents indústries i demostra la seva eficàcia mitjançant estudis de casos.

1. Aplicacions residencials

(I) Protecció dels electrodomèstics

Avui dia, les famílies modernes no poden viure sense diversos productes electrònics, com ara televisors, ordinadors, neveres i sistemes de llar intel·ligents. Un cop aquests dispositius pateixen una pujada de tensió sobtada, és probable que es facin malbé, cosa que no només afecta la vida quotidiana, sinó que també pot comportar costos elevats de reparació o substitució.

Prenguem com a exemple una casa suburbana a Florida, EUA. Una vegada, un llamp va caure a prop, provocant una sobretensió a gran escala, i molts electrodomèstics de les llars properes van resultar danyats, com ara televisors, routers i sistemes de climatització. No obstant això, una família va instal·lar un protector de sobretensió per a tota la casa al quadre de distribució principal amb antelació i va sortir il·lesa, mentre que altres veïns van patir pèrdues considerables.

(II) Sistema de generació d'energia solar

Amb l'ús generalitzat de panells solars, la importància de la protecció contra sobretensions s'ha tornat cada cop més destacada. L'inversor i el sistema d'emmagatzematge d'energia de la bateria en el sistema de generació d'energia solar són molt fràgils i susceptibles a les sobretensions.

A Alemanya, un propietari va instal·lar un protector contra sobretensions secundari a l'entrada d'un inversor solar. Més tard, un transformador proper va fallar, provocant fluctuacions a la xarxa. Gràcies al protector contra sobretensions, es va desviar l'excés de tensió i es va evitar que l'inversor es fes malbé, cosa que hauria costat més de 2.000 euros de substitució.

2. Aplicacions comercials i industrials

(I) Centres de dades

Els centres de dades tenen uns requisits d'energia extremadament especials i han de garantir un subministrament d'energia ininterromput per mantenir el funcionament normal dels servidors. Fins i tot una petita sobrecàrrega pot causar pèrdues de dades o danys al servidor, cosa que al seu torn comporta enormes pèrdues econòmiques.

El Google Data Center de Singapur n'és un bon exemple. El centre de dades utilitza un sistema de protecció contra sobretensions multinivell, amb un protector contra sobretensions de nivell 1 (parallamps) instal·lat a l'entrada i un protector contra sobretensions de nivell 3 (ús final) instal·lat a prop del servidor. En un moment donat, el centre de dades va rebre l'impacte directe d'un llamp, però el protector va dissipar amb èxit la sobretensió i va evitar un temps d'inactivitat que podria haver provocat milions de dòlars en pèrdues d'ingressos.

(II) Plantes de fabricació

A les plantes de fabricació, els equips com ara la maquinària industrial, els controladors lògics programables (PLC) i les màquines-eina CNC són molt sensibles a les fluctuacions de voltatge. Un cop el voltatge és anormal, és possible que aquests equips no funcionin correctament.

Una planta de fabricació d'automòbils Toyota al Japó ho sap bé. Van equipar les seves màquines de soldadura robotitzades amb dispositius de protecció contra sobretensions. Una vegada, va caure un llamp a prop de la fàbrica, però el protector contra sobretensions va protegir amb èxit 15 braços robòtics de danys. S'estima que això va estalviar uns 500.000 dòlars en possibles costos de reparació.

(III) Centres sanitaris

Els centres sanitaris com els hospitals depenen d'una varietat d'equips crítics, com ara màquines de ressonància magnètica (RM), ventiladors i sistemes de monitorització. Un cop aquests dispositius es fan malbé, no només causen pèrdues econòmiques, sinó que també afecten el tractament i l'atenció dels pacients.

En un hospital de Sydney, Austràlia, s'instal·len protectors de sobretensió de grau mèdic a tots els equips de la unitat de cures intensives (UCI). Quan es va produir una tempesta elèctrica a la zona, el protector va evitar amb èxit danys als equips crítics i va garantir que els pacients poguessin rebre atenció ininterrompuda.

3Telecomunicacions i infraestructures

(I) Estacions base mòbils

Les torres de telecomunicacions són fàcilment objectiu de llamps a causa de les seves imponents estructures. Un cop colpejades, els serveis de xarxa poden quedar interromputs, cosa que causa grans molèsties als usuaris.

Un operador de telecomunicacions de Seül, Corea del Sud, va prendre mesures efectives. Van instal·lar un tipus de protector contra sobretensions a les seves torres 5G. Durant la temporada de monsons, aquestes torres van ser colpejades per llamps moltes vegades, però gràcies a la protecció dels protectors contra sobretensions, no hi va haver temps d'inactivitat, mentre que els llocs sense protectors contra sobretensions requerien reparacions freqüents.

(II) Sistema de control de trànsit

El funcionament normal del Sistema Intel·ligent de Transport (ITS) és inseparable d'un subministrament d'energia estable, que requereix el funcionament ininterromput d'equips com ara senyals de control i càmeres de vigilància.

En el projecte de ciutat intel·ligent de Dubai, el sistema de gestió del trànsit està equipat amb un protector de sobretensions per al controlador de senyals. En una ocasió, una subestació propera va fallar, provocant una sobretensió. Però el protector de sobretensions va alleujar amb èxit el problema i va evitar el caos de trànsit que podria haver estat causat per la fallada del senyal.

4Camp de les energies renovables

(I) Aerogeneradors

Els parcs eòlics es troben principalment en zones obertes i són vulnerables a l'amenaça de llamps. Un cop es fa malbé el sistema de control de la turbina, no només provocarà l'aturada de l'equip, sinó que també pot comportar enormes pèrdues econòmiques.

Un parc eòlic marí al Mar del Nord del Regne Unit dóna molta importància a la protecció contra sobretensions. Van instal·lar protectors contra sobretensions per al sistema de control de la turbina. En una ocasió, el parc eòlic va rebre el cop directe d'un llamp, però el protector va evitar amb èxit danys al sistema SCADA i pèrdues per temps d'inactivitat que podrien haver arribat a un milió de lliures.

(II) Estacions de càrrega de vehicles elèctrics (VE)

El funcionament normal de les estacions de càrrega de vehicles elèctrics també requereix una forta protecció contra sobretensions per garantir la seguretat i la fiabilitat.

Prenguem com a exemple la xarxa de supercarregadors de Tesla a Califòrnia. Tesla ha implementat mesures de protecció contra sobretensions a les seves estacions de supercarregadors. En cas d'inestabilitat de la xarxa, el protector contra sobretensions va evitar amb èxit danys a la unitat de càrrega, garantint un servei continu per als usuaris de vehicles elèctrics.

5Aplicacions agrícoles

(I) Sistemes de reg

La majoria dels sistemes de reg agrícoles moderns es basen en controladors electrònics per al funcionament automatitzat. Un cop aquests controladors reben una sobretensió, poden fer que el sistema de reg falli, cosa que al seu torn afecta el creixement dels cultius.

Una instal·lació agrícola als Països Baixos es va preparar amb antelació. Van instal·lar protectors de sobretensió per als seus sistemes de reg automatitzats. Quan un transformador proper va fallar i va provocar una sobretensió, el protector de sobretensió va protegir amb èxit la unitat de control i va evitar fallades de reg de cultius.

Conclusió

Els protectors contra sobretensions tenen un paper indispensable en la nostra vida quotidiana i en diversos entorns d'alt risc. Tant si es tracta d'electrodomèstics residencials, maquinària industrial o sistemes de telecomunicacions i energies renovables, els protectors contra sobretensions prevenen eficaçment danys catastròfics i pèrdues econòmiques. Aquest article demostra completament el paper clau que tenen els protectors contra sobretensions per garantir la continuïtat operativa en diverses indústries a través d'una sèrie d'estudis de casos.

Avui dia, el nostre món està cada cop més electrificat, i invertir en protectors de sobretensió d'alta qualitat ja no és només una mesura de precaució, sinó una opció necessària.