Una sobretensión es un fenómeno en el cual el voltaje en un circuito se eleva por encima del rango de operación designado durante su diseño para un buen funcionamiento. Este tipo de condiciones pueden ser perjudiciales y dependiendo de su intensidad y duración pueden provocar una serie de problemas y fallas en maquinaría y equipo electrónico.
Los dispositivos electrónicos y eléctricos están diseñados para funcionar a un voltaje determinado de operación máximo. Al someter a un dispositivo a voltajes superiores a este valor nominal se puede causar una operación incorrecta y daños considerables en su funcionamiento, por ejemplo, una foco de luz contiene un resistencia de tungsteno (o algún compuesto similar), calculada con especificaciones de operación a un voltaje nominal dado, que funcionará de manera correcta a determinada corriente sin riesgo de que el foco sufra sobrecalentamiento al emitir luz y calor. Sin embargo, si el voltaje es demasiado alto y debido a que la cantidad de corriente en un circuito depende del voltaje suministrado, es posible un sobrecalentamiento de la resistencia del foco y una disminución considerable de la vida útil del mismo. De manera similar, otros dispositivos eléctricos de tipo inductivo, capacitivo o cargas de tipo lineal pueden dejar de funcionar paulatinamente o incluso fallar de manera inmediata y permanente si son expuestas sobretensiones con valores superiores para los cuales fueron diseñados.
Las sobretensiones permanentes o eventos de voltaje alto sostenido son situaciones en donde la tensión eléctrica se mantiene con valores mayores al 110% del voltaje nominal por periodos de minutos, horas o días.
Este tipo de sobretensiones no provocan fallas inmediatas en equipos eléctricos y maquinaría, sin embargo la exposición prolongada a voltajes alto provoca una reducción de la vida útil de diversos componentes eléctricos y electrónicos, además de poder generar fenómenos de sobrecorriente y sobrecalentamiento en algunos casos, que derivan en fallas a mediano y largo plazo.
Las sobretensiones de pulso o transitorias son sobretensiones a corto plazo, que duran desde un rango en nanosegundos hasta un rango en milisegundos. Son una de las manifestaciones más notables y dañinas de interferencia electromagnética y representan una amenaza, especialmente para los equipos electrónicos que contienen componentes semiconductores. Las sobretensiones transitorias a pesar de tener una duración mínima pueden presentar voltajes instantáneos, en el rango de los kilovolts, con suficiente energía para provocar daños en aislamientos, devanados, circuitos integrados, memorias de controladores y procesadores, etc.
Dependiendo de su origen, una sobretensión de pulso o transitoria se clasifica en las siguientes categorías:
• Sobretensiones atmosféricas (LEMP - Lighting ElektroMagnetic Pulse): Normalmente son las más conocidas y su origen es de índole natural en fenómenos como relámpagos y rayos en tormentas eléctricas.
• Sobretensiones de conmutación (SEMP - Switching ElektroMagnetic Pulse): Son generados por cambios abruptos en el estado de un circuito eléctrico, desde el encendido y apagado de motores, bombas, contactores hasta la conmutación entre líneas en el sistema de distribución y suministro eléctrico.
• Sobretensiones formadas durante descargas de electricidad estática (ESD - Descarga electrostática): Son producto de la generación de cargas con diferente polaridad entre diferentes objectos o cuerpos que derivan en un voltaje muy alto debido al diferencia de potencial.
• Sobretensiones debidas a explosiones nucleares (NEMP – Nuclear ElektroMagnetic Pulse): Las menos comunes, con un origen debido a procesos nucleares naturales o artificiales.