Como protexen os sistemas de protección transitoria o equipamento eléctrico das subidas e sobretensiones?

Como os Sistemas de Protección Transitoria Protegen o Equipamento Eléctrico das Subidas e Sobretensiones de Voltaxe

Os sistemas de protección transitoria (SPT) están deseñados para protexer o equipamento eléctrico das subidas e sobretensiones de voltaxe, que poden ser causadas por eventos como descargas eléctricas, operacións de conmutación da rede, conmutación de bancos de condensadores, fallos de curto circuito, e moitos máis. Estes eventos de sobretensión transitoria poden levar ao dano do equipo ou á degradación do rendemento. A continuación, detállanse os mecanismos mediante os cales os sistemas de protección transitoria proporcionan protección:

1. Resposta Rápida

Unha característica clave dos sistemas de protección transitoria é a súa capacidade de responder rapidamente ás subidas e sobretensiones de voltaxe. Xeralmente, estes sistemas teñen tempos de resposta no rango de nanosegundos a microsegundos, permitíndoche detectar e suprimir as sobretensiones transitorias case instantaneamente.

• Varistores de Óxido Metálico (VOM): Os VOM son un compoñente común de protección transitoria con características non lineais de voltaxe-corrente. Cando a voltaxe supera certo límite, a resistencia do VOM diminúe drasticamente, limitando a sobretensión a un nivel seguro.

• Tubos de Descarga de Gas (TDG): Os TDG disipan a enerxía de sobretensión creando un arco entre dous electrodos. Cando a voltaxe alcanza certo nivel, o gas interior do TDG ionízase, formando unha via conductora para que a corrente flua e disipe a enerxía.

• Diodos de Supresión de Voltaxe Transitoria (DSTV): Os diodos DSTV poden responder en nanosegundos e limitar as sobretensiones a un rango específico de voltaxes seguros.

2. Absorción e Disipación de Enerxía

Ademais da rápida resposta, os sistemas de protección transitoria necesitan absorber e disipar a enerxía dos eventos de sobretensión. Diferentes tipos de dispositivos protectores teñen capacidades variables de manejo de enerxía:

• VOM: Os VOM poden absorver grandes cantidades de enerxía, facéndolos adecuados para manexar sobretensiones de alta enerxía. Xeralmente instálanse no punto de entrada de potencia para manexar subidas significativas de voltaxe.

• TDG: Os TDG úsanse principalmente en aplicacións de alta tensión, capaces de operar en condicións de alta tensión e son adequados para a protección contra raios e outros eventos transitorios de alta enerxía.

• Diodos DSTV: Aínda que os diodos DSTV teñen unha capacidade relativamente baixa de absorción de enerxía, o seu rápido tempo de resposta os fai ideais para a protección fina de equipos electrónicos sensibles.

3. Protección Multinivel

Para asegurar unha protección comprehensiva, os sistemas de protección transitoria adoitan empregar estratexias de protección multinivel. Este enfoque en capas aborda eficazmente diferentes magnitudes e frecuencias de sobretensiones transitorias:

• Protección Primaria (Protección Grosseira): Xeralmente situada no punto de entrada de potencia, usando dispositivos de protección de gran capacidade como VOM e TDG para absorver e disipar grandes sobretensiones de enerxía.

• Protección Secundaria (Protección Fina): Situada dentro do equipo ou preto dos componentes electrónicos sensibles, usando dispositivos de protección de menor enerxía como diodos DSTV para unha protección máis precisa.

• Protección Terciaria (Protección de Líneas de Señal): Para liñas de comunicación, liñas de transmisión de datos e outras liñas de señal sensibles, usan dispositivos de protección especializados como Protectores de Liña de Señal (PLS) para evitar que as sobretensiones transitorias entren no equipo a través das liñas de señal.

4. Aislamento e Filtrado

Ademais de absorver e disipar directamente a enerxía de sobretensión, os sistemas de protección transitoria tamén utilizan técnicas de aislamento e filtrado para reducir adicionalmente o impacto das sobretensiones transitorias no equipo:

• Transformadores de Aislamento: Os transformadores de aislamento proporcionan aislamento eléctrico entre a entrada e a saída, evitando que as sobretensiones transitorias se transfiran do lado de entrada ao de saída.

• Filtros: Os filtros eliminan o ruído de alta frecuencia e pulsos transitorios, evitando que estas perturbacións entren no equipo. Os filtros comúns inclúen filtros de Interferencia Electromagnética (EMI) e filtros de Interferencia de Radiofrecuencia (RFI).

5. Sistema de Aterramento

Un sistema de aterramento ben deseñado é unha parte crucial da protección transitoria. Un aterramento eficaz proporciona unha via de baixa impedancia para que as sobretensiones transitorias se disipen rapidamente á terra, evitando así o dano ao equipo:

• Resistencia de Aterramento: A resistencia de aterramento debe ser tan baixa como sexa posible para asegurar que as sobretensiones transitorias se disipen rapidamente.

• Conexión Equipotencial: Ligando todas as cajas metálicas e terminais de aterramento do equipo xuntos, a conexión equipotencial prevén arcos e chispas causadas por diferenzas de potencial.

6. Monitorización e Alarma

Algunhas sistemas de protección transitoria avanzados tamén posúen funcións de monitorización e alarma, permitindo a monitorización en tempo real do estado do sistema e activando alarmas ou tomando accións apropiadas cando se detectan anomalias:

• Luzs Indicadoras de Estado: Móstran a condición de funcionamento do dispositivo de protección transitoria, como normal, fallo ou fracaso.

• Monitorización Remota: A través de interfaces de rede ou módulos de comunicación, pode lograrse a monitorización e xestión remota, permitindo a detección e resolución oportuna de posibles problemas.

7. Durabilidade e Fiabilidade

O deseño dos sistemas de protección transitoria debe ter en conta a durabilidade e fiabilidade a longo prazo. Isto inclúe a selección de materiais adecuados, o deseño de estruturas de dissipación de calor efectivas e a realización de probas e certificacións rigorosas:

• Probado de Durabilidade: Simulando varias condicións de estrés en entornos de traballo reais, como cambios de temperatura, humidade, vibración, etc., para verificar a estabilidade a longo prazo dos dispositivos protectores.

• Certificación de Fiabilidade: Moitos produtos de protección transitoria deben pasar certificacións de estándares internacionais, como IEC 61643 (Dispositivos de Protección contra Sobretensiones de Baixa Tensión), UL 1449 (Dispositivos de Protección contra Sobretensiones), etc.

Resumo

Os sistemas de protección transitoria protexen o equipamento eléctrico das subidas e sobretensiones de voltaxe a través de resposta rápida, absorción e disipación de enerxía, protección multinivel, aislamento e filtrado, sistemas de aterramento, monitorización e alarma, e asegurando durabilidade e fiabilidade. Un deseño e selección adecuados dos sistemas de protección transitoria poden mellorar significativamente a fiabilidade e a vida útil do equipamento eléctrico.