O que é um Para-raios de Óxido Metálico?

O que é um Para-raios de Óxido Metálico?

Definição: Um para-raios que utiliza o óxido de zinco como material resistivo é chamado de para-raios de óxido metálico ou Diverter ZnO. Este tipo de para-raios oferece proteção contra todos os tipos de sobretensões em corrente alternada e contínua. É principalmente empregado para proteção contra sobretensão em todos os níveis de tensão dentro de um sistema de energia.

Construção e Funcionamento do Para-raios de Óxido Metálico: O óxido de zinco é um material semicondutor do tipo N. Ele é pulverizado até um estado de grãos finos. São adicionados mais de dez materiais dopantes, na forma de pós finos de óxidos isolantes, como Bismuto (Bi₂O₃), Trióxido de Antimônio (Sb₂O₃), Óxido de Cobre (CoO), Óxido de Manganês (MnO₂) e Óxido de Cromo (Cr₂O₃). A mistura de pós passa por certos processos de tratamento e, em seguida, é desidratada por aspersão para obter um pó seco.

Posteriormente, o pó seco é comprimido em blocos de forma discoidal. Esses blocos são sinterizados para obter uma cerâmica policristalina densa. O disco de resistor de óxido metálico é revestido com um composto condutor para proteger o disco de impactos ambientais adversos.

O revestimento condutor não apenas fornece contatos elétricos adequados, mas também garante uma distribuição uniforme da corrente no disco. Posteriormente, o disco é encapsulado em uma caixa de porcelana preenchida com gás nitrogênio ou SF6. Silicone é usado para fixar o disco no lugar e também ajuda a transferir o calor do disco para a caixa de porcelana. O disco é mantido sob pressão usando molas apropriadas.

O elemento ZnO no diverter substitui a necessidade de lacunas de faísca em série. A queda de tensão em um diverter ZnO ocorre nas fronteiras dos grãos. Na fronteira de cada grão de ZnO, existe uma barreira de potencial que controla o fluxo de corrente de um grão para o próximo.

Em condições normais de tensão, esta barreira de potencial impede o fluxo de corrente. No entanto, durante situações de sobretensão, a barreira se rompe, levando a uma transição abrupta da corrente de um estado isolante para um estado condutor. Como resultado, a corrente começa a fluir, e o surto é desviado com segurança para o solo.

Uma vez que o surto tenha passado, a tensão nos diverteres diminui, e a corrente reduz a um valor desprezível nas unidades de resistor. Notavelmente, não há corrente de acompanhamento de potência.

Vantagens do Para-raios de Óxido Metálico

O para-raios de óxido metálico oferece os seguintes benefícios:

• Ele elimina os riscos de faíscas e o choque associado ao sistema quando as lacunas se rompem.

• Elimina a necessidade de um sistema de graduação de tensão.

• Em condições normais de operação, a corrente de fuga no para-raios ZnO é significativamente menor em comparação com outros tipos de diverteres.

• Não há corrente de acompanhamento de potência em um diverter ZnO.

• Possui alta capacidade de absorção de energia.

• Os diverteres ZnO exibem alta estabilidade tanto durante quanto após descargas prolongadas.

• Em um diverter ZnO, é possível controlar não apenas surtos de chaveamento, mas também sobretensões dinâmicas. Isso permite uma coordenação de isolamento econômica.

Nota: Sinterização é o processo de criação de uma massa sólida de material. Isso é alcançado através do aquecimento do material ou aplicando pressão a ele, sem derreter o material.