O que é um Para-raios do Tipo Válvula?

O que é um Para-raios de Válvula?

Definição

Um para-raios que consiste em uma ou várias lacunas conectadas em série com um elemento controlador de corrente é conhecido como para-raios. A lacuna entre os eletrodos bloqueia o fluxo de corrente através do para-raios, exceto quando a tensão na lacuna excede a tensão crítica de flashover da lacuna. O para-raios de válvula também é referido como um desviador de surto com lacuna em série ou um desviador de surto de carbeto de silício com lacuna em série.

Construção do Para-raios de Válvula

O para-raios de válvula é composto por uma montagem de múltiplas lacunas de faísca conectada em série com um resistor feito de um elemento não-linear. Cada lacuna de faísca tem dois componentes. Para lidar com a distribuição não-uniforme entre as lacunas, resistores não-lineares são conectados em paralelo em cada lacuna.

Os elementos resistentes são fabricados a partir de carbeto de silício com ligantes inorgânicos. A montagem completa é encapsulada em uma caixa de porcelana selada preenchida com gás nitrogênio ou SF6.

Funcionamento do Para-raios de Válvula

Em condições de baixa tensão, devido à influência do resistor paralelo, não ocorre faísca nas lacunas. Mudanças lentas na tensão aplicada não representam perigo para o sistema. No entanto, quando ocorrem mudanças rápidas de tensão nos terminais do para-raios, a faísca de ar da corrente é descarregada ao solo através do resistor não-linear, que apresenta resistência extremamente baixa.

Após a passagem do surto, a tensão impressa no para-raios diminui, e a resistência do para-raios aumenta até que a tensão normal seja restaurada. Quando a ação do desviador de surto cessa, uma pequena corrente de baixa frequência flui no caminho criado pela faísca. Esta corrente é referida como corrente de acompanhamento de potência.

A magnitude da corrente de acompanhamento de potência diminui para um valor que pode ser interrompido pela lacuna de faísca, conforme ela recupera sua resistência dielétrica. A corrente de acompanhamento de potência é extinta no primeiro cruzamento zero da corrente, e o fornecimento de energia permanece ininterrupto. Subsequentemente, o para-raios está pronto para retomar a operação normal. Este processo é chamado de re-selo do para-raios.

Estágios do Para-raios de Válvula

Quando o surto atinge o transformador, ele encontra o para-raios, conforme ilustrado na figura abaixo. Em aproximadamente 0,25 μs, a tensão atinge o valor de ruptura da lacuna em série, e o para-raios começa a descarregar.

À medida que a tensão do surto aumenta, a resistência do elemento não-linear diminui. Isso permite a descarga adicional de energia do surto, limitando assim a tensão transmitida ao equipamento terminal, conforme mostrado na figura abaixo.

Quando a tensão diminui, a corrente que passa para o solo também diminui, enquanto a resistência do para-raios aumenta. O para-raios chega a um estágio em que o fluxo de corrente é interrompido pela lacuna de faísca, e o para-raios selado novamente.

A tensão máxima que se desenvolve nos terminais do para-raios e é transmitida ao equipamento terminal é definida como o valor de descarga do para-raios.

Tipos de Para-raios de Válvula

Os para-raios de válvula podem ser classificados em tipos de estação, tipos de linha, para-raios para proteção de máquinas rotativas (tipo de distribuição) ou tipo secundário.

• Para-raios de Válvula de Estação：Este tipo de para-raios de válvula é principalmente usado para proteger equipamentos críticos de energia em circuitos que variam de 2,2 kV a 400 kV e acima. Ele possui alta capacidade de dissipação de energia.

• Para-raios de Linha：Os para-raios de linha são aplicados para proteger equipamentos de subestação. Eles têm uma área transversal menor, são mais leves e mais econômicos. Em comparação com os para-raios de estação, eles permitem uma tensão de surto mais alta em seus terminais e têm uma capacidade de carga de surto menor.

• Para-raios de Distribuição：Este tipo de para-raios é tipicamente montado em postes e é utilizado para proteger geradores e motores.

• Para-raios Secundário：Um para-raios secundário é projetado para proteger aparelhos de baixa tensão. O para-raios para proteção de máquinas rotativas é engenhariado especificamente para a proteção de geradores e motores.