Diferència entre paràlitges i paraigües de sobretensió
Què és un paral·lel de sobretensions?
Un paral·lel de sobretensions és un dispositiu crucial per limitar la tensió que es instal·la normalment dins del quadre d'equips d'una instal·lació elèctrica. La seva funció principal és protegir l'aïllament, els equips i les màquines de diversos perills elèctrics. No només protegeix contra els efectes danosos de les descàrregues elèctriques causades per els impactes de llamp, sinó també contra les sobretensions transitories generades per esdeveniments com operacions de commutació, arcs elèctrics, desconnectes de càrrega i defectes elèctrics com faltes a terra.
Els paral·lels de sobretensions juguen un paper vital en els sistemes elèctrics limitant eficientment els increments de corrent i tensió. Aquesta protecció s'estén tant a electrodomèstics de baixa tensió com d'alta tensió, així com a línies de comunicació, assegurant el funcionament fiable i ininterromput d'aquests components. Entre els diversos tipus disponibles, el més utilitzat és el que incorpora resistors metàl·lics no lineals d'òxid encastats en una carcassa de porcellana o caucho de sílice. Aquests paral·lels es connecten en paral·lel amb el circuit que estan dissenyats per protegir, permetent-los desviar l'excés d'energia elèctrica de manera segura cap a la xarxa de terra durant un esdeveniment de sobretensió. Aquesta connexió en paral·lel assegura que el funcionament normal del circuit no queda afectat, mentre proporciona protecció immediata quan es produeix un píc de tensió.
Evolució de la terminologia i definicions dels paral·lels
En el passat, el terme "paral·lel de llamps" era comunament utilitzat en els sistemes d'energia. Tanmateix, ha estat reemplaçat pel terme més complet "paral·lel de sobretensions". En els primers dies del disseny dels sistemes d'energia, que eren relativament menys complexos, el llamp era la causa principal de la majoria de sobretensions. Però en els dissenys moderns i avançats dels sistemes d'energia, una varietat de factors poden provocar sobretensions. Aquests inclouen desconnectes de càrrega, canvis bruts en càrregues d'alta potència, i commutacions de desconectadors en subestacions d'extra-alta tensió (EAT). Com a resultat, ara es fan servir paral·lels de sobretensions en les subestacions en lloc dels tradicionals paral·lels de llamps. Els paral·lels de sobretensions estan dissenyats per protegir el sistema contra totes aquestes diverses fonts de sobretensions, no només els llamps. En línies de transmissió i distribució de baixa (BT) i mitjana tensió (MT), també es fa servir el terme "paral·lel de línia" per referir-se als dispositius que protegeixen contra sobretensions causades per llamps i altres tipus de sobretensions.
Què és un paral·lel de llamps?
Un paral·lel de llamps és un dispositiu protector crucial específicament enginyat per protegir circuits elèctrics dels efectes danosos dels impactes de llamp. Aquests impactes generen augment de tensió transitori extremadament elevat, així com corrents de sobretensió resultants dels llamps, espurnes i arcs d'aïllament.
La funció principal d'un paral·lel de llamps és protegir el sistema d'energia redirigint de manera segura els pics de tensió elevada a terra. Si bé les masses o cables de terra ofereixen alguna protecció a les línies aèries i al sistema d'energia contra els impactes directes de llamp, podrien no ser suficients per protegir contra ones de viatge. Aquestes ones podrien arribar a dispositius i equips connectats a terminalls, causant daus significatius. És aquí on els desviadors de sobretensions, o paral·lels de llamps, juguen un paper vital. Estan dissenyats per protegir el sistema d'energia de sobretensions causades per defectes o impactes de llamp.
Els paral·lels de llamps es col·loquen estratègicament en els punts més alts de les estructures, com postes de transmissió, torres i edificis. Fent-ho, proporcionen un camí segur per a la descàrrega de la corrent i tensió generades pels impactes de llamp directament a terra. Això protegeix efectivament tot el sistema elèctric de problemes causats per llamps, assegurant la integritat i el funcionament fiable dels equips i infraestructures connectats.
Diferències principals entre paral·lels de sobretensions i paral·lels de llamps
Ubicació d'instal·lació：Els paral·lels de sobretensions s'instal·len normalment dins del quadre de distribució, mentre que els paral·lels de llamps es col·loquen a l'exterior. Aquesta diferència en la ubicació d'instal·lació deriva de les seves funcions protectoras distintes.
Àmbit de protecció：Els paral·lels de sobretensions protegeixen la instal·lació elèctrica des de l'interior, protegint els components interns de diversos disturbis elèctrics. En canvi, els paral·lels de llamps oferixen protecció externa, amagant els equips de amenaces elèctriques externes.
Protegits contra：Els paral·lels de sobretensions estan dissenyats per protegir el sistema d'una àmplia gamma de fenòmens elèctrics, incloent llamps, operacions de commutació, defectes elèctrics i altres increment de tensió i corrent transitoris. En canvi, els paral·lels de llamps, estan principalment dissenyats per gestionar els impactes de llamp i les sobretensions associades.
Mecanisme de dissipació d'energia：Els paral·lels de sobretensions intercepten les sobretensions elèctriques i canalitzen l'excés d'energia no desitjada cap al fil de terra. Mentre que, els paral·lels de llamps desvien el flux d'energia directament a terra a través del propi paral·lel, creant un camí de mínima resistència per les càrregues elèctriques induïdes per llamp.
Intercanviabilitat：Els paral·lels de sobretensions poden utilitzar-se de vegades en lloc dels paral·lels de llamps gràcies a les seves capacitats de protecció més amplies. No obstant això, els paral·lels de llamps no poden utilitzar-se com a substitut dels paral·lels de sobretensions ja que no tenen la capacitat de gestionar sobretensions elèctriques no relacionades amb llamps.
Què és un parafulmini?
Un parafulmini, també conegut com a conductor de llamps, és una barra metàl·lica feta de materials com cobre, aluminis o altres substàncies conductores d'electricitat. Es col·loca a la part superior de les estructures, incloent torres de transmissió i distribució, edificis i altres edificis alts. La seva funció principal és protegir aquestes estructures d'impactes directes de llamp.
El llamp és una descàrrega electroestàtica que ocorre entre núvols i la terra. Quan un llamp impacta directament les línies d'energia, pot causar un augment perillos de la tensió del sistema, que representa una amenaça significativa per a les instal·lacions i equips elèctrics. És aquí on el parafulmini joca un paper crucial. Proporcionant un camí preferencial per a la corrent de llamp, protegeix les instal·lacions elèctriques, equips i dispositius del impacte destructiu dels impactes directes de llamp.
Una de les avantatges del parafulmini és el seu cost relativament baix en comparació amb els paral·lels de sobretensions. Montat en la superfície superior d'un edifici o torre de línies d'energia, ofereix un camí segur per a càrregues electroestàtiques de gran valor i corrents de llamp per arribar a terra. No obstant això, per a que funcioni eficientment, ha de estar ben aterrada al sistema de terra, assegurant que les càrregues elèctriques són dissipades de manera segura a la terra.
Què és un supressor de sobretensions?
Un supressor de sobretensions, també conegut com a protector de sobretensions o supressor transitori, és un dispositiu essencial. Normalment s'instal·la en el quadre de distribució de la casa amb la funció principal de protegir les instal·lacions de cableat domèstic contra sobretensions de tensió i sobretensions de commutació.
Aquestes sobretensions poden representar una amenaça significativa per a electrodomèstics i la integritat general del sistema elèctric de la casa. Per exemple, quan una càrrega inductiva, com un frigorífic, una lavadora o un motor elèctric, es desconnecta, genera sobretensions de tensió en el sistema elèctric. Aquest fenomen ocorre d'acord amb les lleis de l'autoinducció i la força electromotriu de contrareacció (EMF de contrareacció). Com el corrent a través de la càrrega inductiva disminueix ràpidament, l'inductor resisteix a aquest canvi, creant un píc de tensió gran que pot assolir nivells molt superiors a la tensió d'operació normal del sistema elèctric. Aquestes sobretensions, si no es mitigen, poden enderrocar components electrònics sensibles dins dels electrodomèstics, interrompre el funcionament normal dels dispositius elèctrics, i potencialment portar a reparacions o substitucions costoses. El supressor de sobretensions entra en acció per interceptar i desviar de manera segura aquests pics elèctrics excessius, assegurant que els nivells de tensió dins del sistema elèctric de la casa romanguin dins de límits segurs i protegint els equips elèctrics connectats de maltractaments.
El paper i el funcionament dels supressors de sobretensions
Aquests pics de tensió bruts i sobretensions poden enderrocar greument dispositius elèctrics sensibles a les tensions nominals. En circuits amb càrregues inductives, l'acte de commutar un contactador pot generar sobretensions de commutació. Aquestes sobretensions no només posen una amenaça al propi contactador, sinó que també poden enderrocar altres dispositius connectats dins del sistema elèctric. Per abordar aquest problema, els supressors de sobretensions s'instalen sovint en contactadors de baixa tensió (BT). La seva funció doble és protegir el contactador de sobretensions de tensió externes i protegir tot el sistema dels possibles efectes nocius de l'acció de commutació del contactador.
Un supressor de sobretensions típic està dissenyat com a una prises de corrent amb un interruptor d'encendido/apagado integrat. Incorpora un cordó de tres fils, permetent-lo connectar convenientment a una prises de parets estàndard. Aquesta configuració facilita la connexió de diversos dispositius elèctrics, proporcionant-los protecció immediata contra flutuacions de tensió.
Les tensions d'alimentació estàndards en les cases, com 120V CA als Estats Units i 230V CA al Regne Unit i la Unió Europea, estan especificades com valors de mitjana quadràtica (RMS), també coneguts com a valors efectius. Aquests valors RMS representen la tensió CC equivalent que proporcionaria la mateixa quantitat de potència a una càrrega resistiva. Per a una alimentació de 120V RMS (amb una freqüència de 60Hz), la tensió màxima és aproximadament 170Vp, mentre que per a una alimentació de 230V RMS (amb una freqüència de 50Hz), la tensió màxima arriba a uns 325Vp.
No obstant això, en presència de transitoris elèctrics causats per factors com impactes de llamp o operacions de commutació, la tensió màxima pot disparar-se a diversos centenars de volts o fins i tot a milers de volts en forma de pulses irregulars. Aquests esdeveniments transitoris són extremadament breus, solen durar només uns microsegons (10⁻⁶ segons). Malgrat la seva brevetat, poden infligir danys significatius a dispositius electrònics sensibles, que sovint estan dissenyats per operar dins d'un rang de tensió estret.
És aquí on els supressors de sobretensions juguen un paper crucial. Estan enginyats per monitoritzar la tensió entrant i prevenir qualsevol tensió màxima que superi un llindar predefinit. Per exemple, un supressor de sobretensions de 250V funcionarà normalment quan la tensió entrant roman a 230V o inferior. Però tan aviat com els pulses de tensió transitori superin el límit de 250V, el supressor de sobretensions redirigeix immediatament l'excés de potència de la línia a terra. Aquesta resposta ràpida protegeix eficientment els dispositius connectats, assegurant que la tensió que rebem mai superi el seu límit de funcionament segur, així protegint-ne la funcionalitat i prolongant-ne la vida útil.
Diferències entre paral·lels de sobretensions i supressors de sobretensions
Les diferències principals entre els supressors de sobretensions i els paral·lels de sobretensions es troben en els seus valors de tensió i capacitats de dissipació d'energia. Un supressor de sobretensions sol tenir un valor de tensió relativament baix, només lleugerament superior a la tensió d'operació normal del sistema elèctric que serveix. La seva capacitat de dissipació d'energia també és limitada. En canvi, un paral·lel de sobretensions té un valor de tensió significativament més elevat en comparació amb la tensió nominal del circuit. Més important encara, té una capacitat molt més gran per dissipar energia elèctrica, assegurant que l'aïllament del sistema elèctric romang intacte i no afectat.
Punt clau: Cal tenir en compte que els supressors de sobretensions no són adequats per protegir circuits contra transitoris i sobretensions causades per impactes de llamp. El seu disseny i capacitats els fan inadequats per gestionar esdeveniments d'alta energia i alta tensió associats a llamps, que requereixen la protecció més robusta oferida pels paral·lels de sobretensions.
