¿Qué es un Pararrayos de Óxido Metálico?

¿Qué es un pararrayos de óxido metálico?

Definición: Un pararrayos que utiliza óxido de zinc como material resistivo se llama pararrayos de óxido metálico o Diverter ZnO. Este tipo de pararrayos ofrece protección contra todo tipo de sobretensiones en corriente alterna y continua. Se utiliza principalmente para la protección contra sobretensiones en todos los niveles de tensión dentro de un sistema de potencia.

Construcción y funcionamiento del pararrayos de óxido metálico: El óxido de zinc es un material semiconductor de tipo N. Se tritura hasta convertirlo en un estado de grano fino. Se añaden más de diez materiales dopantes, en forma de polvos finos de óxidos aislantes como bismuto (Bi₂O₃), óxido de antimonio (Sb₂O₃), óxido de cobalto (CoO), óxido de manganeso (MnO₂) y óxido de cromo (Cr₂O₃). La mezcla de polvos pasa por ciertos procesos de tratamiento y luego se seca por aspersión para obtener un polvo seco.

Posteriormente, el polvo seco se comprime en bloques de forma discoidal. Estos bloques se sinterizan para obtener una cerámica policristalina densa. El disco de resistor de óxido metálico se recubre con un compuesto conductor para proteger el disco de los efectos adversos del medio ambiente.

El recubrimiento conductor no solo proporciona contactos eléctricos adecuados, sino que también asegura una distribución uniforme de la corriente en el disco. Posteriormente, el disco se encierra en una carcasa de porcelana que se llena con gas nitrógeno o SF6. El caucho de silicona se utiliza para fijar el disco en su lugar y también ayuda a transferir el calor del disco a la carcasa de porcelana. El disco se mantiene bajo presión utilizando resortes apropiados.

El elemento de ZnO en el diverter reemplaza la necesidad de espacios de descarga en serie. La caída de tensión en un diverter de ZnO ocurre en los límites de los granos. En el límite de cada grano de ZnO, existe una barrera de potencial que controla el flujo de corriente de un grano al siguiente.

Bajo condiciones de tensión normal, esta barrera de potencial impide que la corriente fluya. Sin embargo, durante situaciones de sobretensión, la barrera se rompe, lo que lleva a una transición brusca de la corriente de un estado aislante a un estado conductor. Como resultado, la corriente comienza a fluir, y la sobretensión se desvía de manera segura a tierra.

Una vez que la sobretensión ha pasado, la tensión a través de los diverters disminuye, y la corriente se reduce a un valor insignificante en las unidades de resistencia. Es notable que no hay corriente de seguimiento de potencia.

Ventajas del pararrayos de óxido metálico

El pararrayos de óxido metálico ofrece los siguientes beneficios:

• Elimina los riesgos de arco y el choque asociado al sistema cuando los espacios de descarga se rompen.

• Elimina la necesidad de un sistema de gradiente de tensión.

• En condiciones normales de operación, la corriente de fuga en el pararrayos de ZnO es significativamente menor en comparación con otros tipos de diverters.

• No hay corriente de seguimiento de potencia en un diverter de ZnO.

• Tiene una alta capacidad de absorción de energía.

• Los diverters de ZnO exhiben alta estabilidad tanto durante como después de largas descargas.

• En un diverter de ZnO, es posible controlar no solo las sobretensiones de conmutación, sino también las sobretensiones dinámicas. Esto permite una coordinación de aislamiento rentable.

Nota: La sinterización es el proceso de crear una masa sólida de material. Se logra calentando el material o aplicándole presión sin fundirlo.