¿Qué es un Pararrayos de Tipo Válvula?

¿Qué es un Pararrayos de Válvula?

Definición

Un pararrayos que consta de uno o varios espacios en serie conectados con un elemento de control de corriente se conoce como pararrayos. El espacio entre los electrodos bloquea el flujo de corriente a través del pararrayos, excepto cuando el voltaje a través del espacio excede el voltaje crítico de flashover. El pararrayos de válvula también se conoce como un desviador de sobretensión con espacio en serie o un desviador de sobretensión de carburo de silicio con espacio en serie.

Construcción del Pararrayos de Válvula

El pararrayos de válvula está compuesto por un conjunto de múltiples espacios de chispa conectados en serie con un resistor hecho de un elemento no lineal. Cada espacio de chispa tiene dos componentes. Para abordar la distribución no uniforme entre los espacios, se conectan resistores no lineales en paralelo a través de cada espacio.

Los elementos de resistencia están fabricados con carburo de silicio y ligantes inorgánicos. Todo el conjunto está encerrado en una carcasa de porcelana sellada llena de gas nitrógeno o SF6.

Funcionamiento del Pararrayos de Válvula

En condiciones de bajo voltaje, debido a la influencia del resistor en paralelo, no ocurre ningún flashover a través de los espacios. Los cambios lentos en el voltaje aplicado no representan un peligro para el sistema. Sin embargo, cuando ocurren cambios rápidos de voltaje a través de los terminales del pararrayos, la chispa de aire del flujo de corriente se descarga a tierra a través del resistor no lineal, que exhibe una resistencia extremadamente baja.

Después del paso de la sobretensión, el voltaje impreso a través del pararrayos disminuye, y la resistencia del pararrayos aumenta hasta que se restaura el voltaje normal. Cuando cesa la acción del desviador de sobretensión, fluye una pequeña corriente de baja frecuencia en el camino creado por el flashover. Esta corriente se conoce como corriente de seguimiento de potencia.

La magnitud de la corriente de seguimiento de potencia disminuye a un valor que puede ser interrumpido por el espacio de chispa a medida que recupera su resistencia dieléctrica. La corriente de seguimiento de potencia se extingue en el primer cruce por cero de la corriente, y el suministro de energía permanece ininterrumpido. Posteriormente, el pararrayos está listo para reanudar la operación normal. Este proceso se llama re sellado del pararrayos.

Etapa del Pararrayos de Válvula

Cuando la sobretensión llega al transformador, se encuentra con el pararrayos, como se muestra en la figura siguiente. En aproximadamente 0.25 μs, el voltaje alcanza el valor de ruptura del espacio en serie, y el pararrayos comienza a descargarse.

A medida que el voltaje de la sobretensión aumenta, la resistencia del elemento no lineal disminuye. Esto permite la descarga adicional de la energía de la sobretensión, limitando así el voltaje transmitido al equipo terminal, como se muestra en la figura siguiente.

Cuando el voltaje disminuye, la corriente que pasa a tierra también disminuye, mientras que la resistencia del pararrayos aumenta. El pararrayos llega a una etapa donde el flujo de corriente es interrumpido por el espacio de chispa, y el pararrayos vuelve a sellarse.

El voltaje máximo que se desarrolla a través del terminal del pararrayos y se transmite al equipo terminal se define como el valor de descarga del pararrayos.

Tipos de Pararrayos de Válvula

Los pararrayos de válvula se pueden clasificar en tipos de estación, tipos de línea, pararrayos para la protección de máquinas rotativas (tipo de distribución) o tipo secundario.

• Pararrayos de Válvula de Estación：Este tipo de pararrayos de válvula se utiliza principalmente para proteger equipos de potencia críticos en circuitos que van desde 2.2 kV hasta 400 kV y más. Tiene una alta capacidad de disipación de energía.

• Pararrayos de Línea：Los pararrayos de línea se utilizan para proteger equipos de subestaciones. Tienen una sección transversal más pequeña, son más ligeros y más económicos. En comparación con los pararrayos de estación, permiten un voltaje de sobretensión más alto a través de sus terminales y tienen una menor capacidad de soporte de sobretensión.

• Pararrayos de Distribución：Este tipo de pararrayos generalmente se monta en postes y se utiliza para proteger generadores y motores.

• Pararrayos Secundario：Un pararrayos secundario está diseñado para proteger aparatos de baja tensión. El pararrayos para la protección de máquinas rotativas está diseñado específicamente para proteger generadores y motores.