La protección contra sobretensiones es hoy un requisito en cualquier instalación eléctrica moderna. La creciente sensibilidad de los equipos electrónicos, unida al aumento de fenómenos transitorios provocados por el rayo y por maniobras en la red, hace necesario aplicar soluciones técnicas avanzadas y alineadas con la normativa.
En este contexto, la protección en cascada contra sobretensiones se consolida como el enfoque más eficaz, seguro y normativamente reconocido. En Cirprotec, como especialistas en protección contra el rayo y las sobretensiones, aplicamos este principio como base de todas nuestras soluciones.
¿Qué es la protección en cascada contra sobretensiones?
La protección en cascada consiste en la instalación coordinada de varios dispositivos de protección contra sobretensiones (DPS), distribuidos en diferentes puntos de la instalación eléctrica. Cada DPS está diseñado para actuar
frente a un determinado nivel de energía y limitar progresivamente la tensión residual que llega a los equipos.
Este concepto está definido en normas internacionales como IEC/EN 61643-11, IEC 60364-4-443 / HD 60364-4-443 y IEC/EN 62305-4.
El objetivo es claro: gestionar la energía de la sobretensión de forma escalonada, evitando que un único dispositivo tenga que absorberla por completo y garantizando niveles de protección compatibles con los equipos más sensibles.
¿Por qué no es suficiente un solo DPS?
Las sobretensiones transitorias pueden originarse por:
- Impactos directos o indirectos de rayo.
- Inducciones electromagnéticas.
- Maniobras de conmutación en centros de transformación, motores o cargas inductivas.
Estos fenómenos generan picos de tensión de muy corta duración, pero de elevada energía. Un único DPS no puede, en la mayoría de los casos, combinar una alta capacidad de descarga con un nivel de protección en tensión (Up) suficientemente bajo. Además, cuando las longitudes de cableado superan los 10 metros, aparecen efectos de inducción que pueden generar nuevas sobretensiones aguas abajo del protector, incluso si este ha funcionado correctamente. Por este motivo, la normativa IEC establece que la protección eficaz debe realizarse mediante etapas coordinadas de protección.
Las tres etapas de la protección en cascada
DPS Tipo 1 – Protección primaria (Clase I)
Ubicación
Cuadro general de baja tensión o punto de entrada de la instalación.
Función
Descargar corrientes parciales de rayo asociadas a impactos directos o muy próximos, ensayadas con onda 10/350 μs.
Características clave
- Muy alta capacidad de descarga (Iimp).
- Nivel de protección en tensión más elevado.
- Recomendado u obligatorio en instalaciones con sistema de protección externa contra el rayo o alimentación mediante líneas aéreas.
El DPS Tipo 1 actúa como la primera barrera de protección, evitando la entrada de grandes corrientes de rayo en la instalación interior.
DPS Tipo 2 – Protección secundaria (Clase II)
Ubicación
Cuadros de distribución secundarios.
Función
Limitar las sobretensiones inducidas y las tensiones residuales procedentes del DPS Tipo 1, ensayadas con onda 8/20 μs.
Características clave
- Capacidad de descarga media-alta (In, Imax).
- Nivel de protección en tensión (Up) más bajo que el del Tipo 1.
- Es el DPS más habitual en instalaciones sin pararrayos.
Esta etapa reduce la sobretensión a valores compatibles con la mayoría de receptores eléctricos.
DPS Tipo 3 – Protección fina (Clase III)
Ubicación
Muy cerca del equipo sensible, generalmente a menos de 10 metros.
Función
Proporcionar una protección fina frente a sobretensiones residuales.
Características clave
- Baja capacidad de descarga.
- Nivel de protección en tensión (Up) muy reducido (≈ 1,5 kV).
- Diseñado para proteger electrónica sensible: automatización, IT, instrumentación, variadores, etc.
Es la última línea de defensa antes del equipo a proteger.
| ETAPA 1 | ETAPA 2 | ETAPA 3 | |
| Impacto directo de rayo (corriente). | Impacto indirecto de rayo en línea de distribución (aérea) o proximidades: elevación del potencial de tierra, inducciones electromagnéticas o conmutaciones. | Impacto indirecto de rayo a gran distancia, con corrientes y tensiones residuales que alcanzan los equipos finales. | |
| Localización | Cuadro eléctrico principal | Cuadro de distribución | Subcircuitos finales / Equipo individual |
| IEC/EN 61643-11 | Tipo 1 / Clase I | Tipo 2 / Clase II | Tipo 3 / Clase III |
| Categoría de sobretensión IEC 60364-4-443 | IV | III | II / I |
| Valores de resistencia a sobretensiones (Ue) para equipos de 230/400 V | 6 kV | 4 kV | 2,5 kV / 1,5 kV |
| LPZ IEC 62305-4 Zona de protección | LPZ 1 | LPZ 2 | LPZ 3 |
| Capacidad de descarga (Iimp, Imax) | Alta | Media | Baja |
| Nivel de protección en tensión (Up) | ✔ (Básico) | ✔ ✔ (Fino) | ✔ ✔ ✔ (Muy fino) |
Coordinación entre DPS: clave en un diseño profesional
La protección en cascada solo es eficaz si existe una
correcta coordinación entre los DPS:
- El nivel de protección en tensión (Up) debe disminuir progresivamente desde el Tipo 1 al Tipo 3.
- Deben respetarse las distancias de cableado o aplicarse soluciones de desacoplo.
- La selección del DPS debe tener en cuenta el sistema de puesta a tierra, el esquema de red (TT, TN, IT) y la categoría de sobretensión de los equipos.
Un diseño incorrecto puede provocar que un DPS aguas abajo reciba una energía superior a la que puede soportar, comprometiendo la protección global.
La importancia de la puesta a tierra en la protección en cascada
Todos los dispositivos de protección contra sobretensiones derivan la energía hacia tierra. Por tanto, el estado del sistema de puesta a tierra es determinante para la eficacia de la protección.
Una tierra deficiente provoca:
- Aumento de la tensión residual.
- Pérdida de eficacia del DPS.
- Riesgos para personas y equipos.
Por este motivo, en Cirprotec consideramos imprescindible no solo el diseño adecuado de la puesta a tierra, sino también su control y monitorización, especialmente en instalaciones críticas.
Protección en cascada y cumplimiento normativo
La protección escalonada está recogida en las principales normas internacionales:
- IEC/EN 61643-11 – Dispositivos de protección contra sobretensiones transitorias. Requisitos y métodos de ensayos.
- IEC 60364-4-443 y IEC 60364-5-534 (Europa: HD 60364-4-443 y HD 60364-5-534): protección contra sobretensiones en instalaciones de baja tensión.
- IEC/EN 62305-4 – Protección interna contra el rayo y coordinación de zonas LPZ.
El cumplimiento de estas normas no solo mejora la seguridad, sino que garantiza la fiabilidad y continuidad de servicio de la instalación.
La protección en cascada contra sobretensiones es la base de un diseño eléctrico profesional y fiable. Permite gestionar la energía del rayo y de las sobretensiones transitorias de forma controlada, proteger equipos cada vez más sensibles y cumplir con las exigencias normativas actuales.
En Cirprotec diseñamos soluciones de protección en cascada adaptadas a cada aplicación, porque proteger bien no es instalar un único dispositivo, sino aplicar una estrategia completa,
coordinada y verificada.
