Cosa è un Parafulmine a Ossido Metallico?

Cos'è un parafulmine di ossido metallico?

Definizione: Un parafulmine che utilizza un semiconduttore di ossido di zinco come materiale resistivo è chiamato parafulmine di ossido metallico o ZnO Diverter. Questo tipo di parafulmine offre protezione contro tutti i tipi di sovratensioni in corrente alternata e continua. Viene principalmente impiegato per la protezione da sovratensioni a tutti i livelli di tensione all'interno di un sistema elettrico.

Costruzione e funzionamento del parafulmine di ossido metallico: L'ossido di zinco è un materiale semiconduttore di tipo N. Viene polverizzato fino a ottenere uno stato a grana fine. Vengono aggiunti più di dieci materiali di dopaggio, sotto forma di polveri fini di ossidi isolanti come bismuto (Bi₂O₃), triossido di antimonio (Sb₂O₃), ossido di cobalto (CoO), ossido di manganese (MnO₂) e ossido di cromo (Cr₂O₃). La miscela di polveri subisce determinati processi di trattamento ed è poi essiccata mediante asciugatura a spruzzo per ottenere una polvere secca.

Successivamente, la polvere secca viene compressa in blocchi a forma di disco. Questi blocchi vengono sinterizzati per ottenere una ceramica policristallina compatta. Il disco resistivo di ossido metallico viene ricoperto con un composto conduttore per proteggere il disco dagli effetti negativi dell'ambiente.

Il rivestimento conduttore non solo fornisce contatti elettrici adeguati, ma assicura anche una distribuzione uniforme della corrente sul disco. Successivamente, il disco viene racchiuso in un involucro di porcellana riempito con gas azoto o SF6. Il silicone viene utilizzato per fissare il disco al suo posto e aiuta anche nel trasferimento di calore dal disco all'involucro di porcellana. Il disco è mantenuto sotto pressione tramite molle appropriate.

L'elemento ZnO nel diverter sostituisce la necessità di interruttori a scintilla in serie. La caduta di tensione in un diverter ZnO si verifica ai confini dei granuli. Ai confini di ogni granulo di ZnO esiste una barriera di potenziale che controlla il flusso di corrente da un granulo all'altro.

In condizioni di tensione normale, questa barriera di potenziale impedisce il passaggio di corrente. Tuttavia, durante situazioni di sovratensione, la barriera si rompe, portando a una transizione rapida della corrente da uno stato isolante a uno stato conduttivo. Di conseguenza, la corrente inizia a fluire e l'onda viene deviata in sicurezza a terra.

Una volta passata l'onda, la tensione sui diverter diminuisce e la corrente si riduce a un valore trascurabile nelle unità resistive. Nota bene, non c'è corrente di seguito alla potenza.

Vantaggi del parafulmine di ossido metallico

Il parafulmine di ossido metallico offre i seguenti vantaggi:

• Elimina i rischi di scintillazione e lo shock associato al sistema quando le interruzioni si rompono.

• Elimina la necessità di un sistema di gradazione di tensione.

• In condizioni di funzionamento normali, la corrente di fuga nel parafulmine ZnO è significativamente inferiore rispetto ad altri tipi di diverter.

• Non c'è corrente di seguito alla potenza in un diverter ZnO.

• Ha una capacità elevata di assorbimento di energia.

• I diverter ZnO mostrano una grande stabilità sia durante che dopo scariche prolungate.

• In un diverter ZnO, è possibile controllare non solo le onde di commutazione, ma anche le sovratensioni dinamiche. Ciò consente una coordinazione isolante cost-effective.

Note: La sinterizzazione è il processo di creazione di una massa solida di materiale. Questo viene ottenuto riscaldando il materiale o applicandovi pressione senza farlo fondere.