Diferencia entre Pararrayos y Supresor de Sobretensiones

¿Qué es un pararrayos?

Un pararrayos es un dispositivo crucial de limitación de voltaje que generalmente se instala dentro del panel de equipos de una instalación eléctrica. Su función principal es proteger la aislación, los equipos y las máquinas de diversos peligros eléctricos. No solo protege contra los daños causados por rayos, sino también contra sobretensiones transitorias generadas por eventos como operaciones de conmutación, arcos, descargas de carga y fallos eléctricos como fallos a tierra.

Los pararrayos desempeñan un papel vital en los sistemas eléctricos al limitar eficazmente las sobrecorrientes y sobretensiones. Esta protección se extiende tanto a los electrodomésticos de baja tensión como a los de alta tensión, así como a las líneas de comunicación, asegurando el funcionamiento confiable e ininterrumpido de estos componentes. Entre los diversos tipos disponibles, el pararrayos más comúnmente utilizado cuenta con resistencias de óxido metálico no lineales encerradas en un alojamiento de porcelana o caucho de silicona. Estos pararrayos están conectados en paralelo con el circuito que están diseñados para proteger, permitiéndoles desviar de manera segura la energía eléctrica excedente a la red de tierra durante un evento de sobretensión. Esta conexión en paralelo asegura que la operación normal del circuito no se vea afectada, proporcionando protección inmediata cuando ocurre un pico de voltaje.

Evolución de la terminología y definiciones de pararrayos

En el pasado, el término "pararrayos" era comúnmente utilizado en los sistemas de potencia. Sin embargo, ha sido reemplazado por el término más comprensivo "pararrayos". En los primeros días del diseño de sistemas de potencia, que eran relativamente menos complejos, los rayos eran la causa principal de la mayoría de las sobretensiones. Pero en los diseños modernos y avanzados de sistemas de potencia, una variedad de factores pueden llevar a sobretensiones. Estos incluyen descargas de carga, cambios repentinos en cargas de alta potencia y conmutaciones de interruptores en subestaciones de muy alta tensión (VHT). Como resultado, ahora se utilizan pararrayos en subestaciones en lugar de los pararrayos tradicionales. Los pararrayos están diseñados para proteger el sistema contra todas estas diversas fuentes de sobretensiones, no solo los rayos. En líneas de transmisión y distribución de baja tensión (BT) y media tensión (MT), también se utiliza el término "pararrayos de línea" para referirse a dispositivos que protegen contra sobretensiones inducidas por rayos y otros tipos de sobretensiones.

¿Qué es un pararrayos?

Un pararrayos es un dispositivo protector crucial diseñado específicamente para proteger los circuitos eléctricos de los daños causados por los golpes de rayo. Estos golpes generan sobretensiones transitorias extremadamente altas, así como corrientes de sobretensión resultantes de rayos, chispas y arcos de aislamiento.

La función principal de un pararrayos es proteger el sistema de potencia desviando de manera segura las sobretensiones de alto voltaje a tierra. Si bien los cables de tierra o de toma a tierra ofrecen cierta protección a las líneas aéreas y al sistema de potencia contra rayos directos, pueden no ser suficientes para proteger contra ondas viajeras. Estas ondas viajeras pueden alcanzar dispositivos y equipos conectados a terminales, causando daños significativos. Es aquí donde los desviadores de sobretensión, o pararrayos, juegan un papel vital. Están diseñados para proteger el sistema de potencia de sobretensiones causadas por fallas o golpes de rayo.

Los pararrayos se instalan estratégicamente en los puntos más altos de las estructuras, como postes de transmisión, torres y edificios. Al hacerlo, proporcionan una ruta segura para la descarga de la corriente y el voltaje generados por los golpes de rayo directamente a tierra. Esto protege eficazmente todo el sistema eléctrico de problemas inducidos por rayos, asegurando la integridad y el funcionamiento confiable de los equipos y la infraestructura conectados.

Principales diferencias entre pararrayos y pararrayos

• Ubicación de Instalación：Los pararrayos generalmente se instalan dentro del tablero de distribución, mientras que los pararrayos se colocan en el exterior. Esta diferencia en la ubicación de instalación se debe a sus funciones protectoras distintas.

• Ámbito de Protección：Los pararrayos protegen la instalación eléctrica desde el interior, protegiendo los componentes internos de diversas perturbaciones eléctricas. Por otro lado, los pararrayos ofrecen protección externa, resguardando el equipo de amenazas eléctricas externas.

• Protegidos Contra：Los pararrayos están diseñados para proteger el sistema de una amplia gama de fenómenos eléctricos, incluyendo rayos, operaciones de conmutación, fallos eléctricos y otras sobretensiones transitorias de voltaje y corriente. Los pararrayos, por otro lado, están principalmente destinados a manejar los golpes de rayo y las sobretensiones asociadas.

• Mecanismo de Disipación de Energía：Los pararrayos interceptan las sobretensiones y canalizan la energía excedente y no deseada al cable de tierra. Mientras tanto, los pararrayos desvían el flujo de energía directamente a tierra a través del propio pararrayos, creando un camino de menor resistencia para las cargas eléctricas inducidas por rayos.

• Interoperabilidad：Los pararrayos a veces pueden usarse en lugar de pararrayos debido a sus capacidades de protección más amplias. Sin embargo, los pararrayos no pueden usarse como sustitutos de los pararrayos porque carecen de la capacidad de manejar sobretensiones eléctricas no relacionadas con rayos.

¿Qué es un pararrayos?

Un pararrayos, también conocido como conductor de rayos, es un varilla metálica hecha de materiales como cobre, aluminio u otros materiales conductores de electricidad. Se instala en la parte superior de estructuras, incluyendo torres de transmisión y distribución, edificios y otras edificaciones altas. Su función principal es proteger estas estructuras de los golpes de rayo directos.

El rayo es una descarga electrostática que ocurre entre las nubes y la tierra. Cuando el rayo golpea directamente las líneas de alimentación, puede causar un peligroso pico en el voltaje del sistema, lo que representa una amenaza significativa para las instalaciones y equipos eléctricos. Aquí es donde el pararrayos juega un papel crucial. Al proporcionar un camino preferencial para la corriente de rayo, protege las instalaciones eléctricas, equipos y dispositivos del impacto destructivo de los golpes de rayo directos.

Una de las ventajas de un pararrayos es su costo relativamente bajo en comparación con los pararrayos. Montado en la superficie superior de un edificio o torre de línea de alimentación, ofrece una ruta segura para que las cargas electrostáticas de alto valor y las corrientes de rayo lleguen a tierra. Sin embargo, para que funcione efectivamente, debe estar correctamente conectado al sistema de toma a tierra, asegurando que las cargas eléctricas se disipen de manera segura en la tierra.

¿Qué es un supresor de sobretensiones?

Un supresor de sobretensiones, también conocido comúnmente como protector de sobretensiones o supresor transitorio, es un dispositivo esencial. Generalmente se instala en el tablero de distribución doméstico con la función principal de proteger las instalaciones de cableado domésticas contra sobretensiones y sobretensiones de conmutación.

Estas sobretensiones pueden representar una amenaza significativa para los electrodomésticos y la integridad general del sistema eléctrico del hogar. Por ejemplo, cuando una carga inductiva, como un refrigerador, lavadora o motor eléctrico, se apaga, genera sobretensiones en el sistema eléctrico. Este fenómeno ocurre de acuerdo con las leyes de autoinducción y fuerza electromotriz de retroceso (FEMR). A medida que la corriente a través de la carga inductiva disminuye rápidamente, el inductor resiste este cambio, creando un gran pico de voltaje que puede alcanzar niveles mucho más altos que el voltaje de operación normal del sistema eléctrico. Tales sobretensiones, si no se mitigan, pueden dañar componentes electrónicos sensibles dentro de los electrodomésticos, interrumpir el funcionamiento normal de los dispositivos eléctricos y potencialmente llevar a costosas reparaciones o reemplazos. El supresor de sobretensiones interviene para interceptar y desviar de manera segura estos picos eléctricos excesivos, asegurando que los niveles de voltaje dentro del sistema eléctrico del hogar permanezcan dentro de límites seguros y protegiendo el equipo eléctrico conectado de daños.

El papel y funcionamiento de los supresores de sobretensiones

Estos picos de voltaje súbitos y sobretensiones pueden dañar severamente los dispositivos eléctricos sensibles a las calificaciones de voltaje. En circuitos con cargas inductivas, la acción de conmutar un contactor puede generar sobretensiones de conmutación. Estas sobretensiones no solo representan una amenaza para el propio contactor, sino que también pueden dañar otros dispositivos conectados dentro del sistema eléctrico. Para abordar este problema, los supresores de sobretensiones se instalan comúnmente en contactores de baja tensión (BT). Su función dual es proteger el contactor de las sobretensiones externas y proteger todo el sistema de los posibles efectos perjudiciales de la acción de conmutación del contactor.

Un supresor de sobretensiones típico está diseñado como un enchufe utilitario con un interruptor de encendido/apagado integrado. Cuenta con un cordón de tres hilos, lo que permite conectarlo de manera conveniente a un enchufe de pared estándar. Este conjunto facilita la conexión de diversos dispositivos eléctricos, proporcionándoles protección inmediata contra las fluctuaciones de voltaje.

Los suministros de voltaje estándar en los hogares, como 120V CA en los Estados Unidos y 230V CA en el Reino Unido y la Unión Europea, se especifican como valores de media cuadrática (RMS), también conocidos como valores efectivos. Estos valores RMS representan el voltaje DC equivalente que entregaría la misma cantidad de potencia a una carga resistiva. Para un suministro de 120V RMS (a una frecuencia de 60Hz), el voltaje pico es aproximadamente 170Vp, mientras que para un suministro de 230V RMS (a una frecuencia de 50Hz), el voltaje pico alcanza alrededor de 325Vp.

Sin embargo, en presencia de transitorios eléctricos causados por factores como golpes de rayo o operaciones de conmutación, el voltaje pico puede dispararse a varios cientos de voltios o incluso miles de voltios en forma de pulsos irregulares. Estos eventos transitorios son extremadamente breves, generalmente duran solo unos pocos microsegundos (10⁻⁶ segundos). A pesar de su breve duración, pueden causar daños significativos en dispositivos electrónicos sensibles, que a menudo están diseñados para operar dentro de un rango de voltaje estrecho.

Es aquí donde los supresores de sobretensiones desempeñan un papel crucial. Están diseñados para monitorear el voltaje entrante y prevenir cualquier voltaje pico que supere un umbral predefinido. Por ejemplo, un supresor de sobretensiones clasificado a 250V funcionará normalmente cuando el voltaje entrante se mantenga en o por debajo de 230V. Pero tan pronto como los pulsos de voltaje transitorio superen el límite de 250V, el supresor de sobretensiones redirige inmediatamente la energía excedente de la línea a tierra. Esta respuesta rápida protege eficazmente los dispositivos conectados asegurando que el voltaje que reciben nunca supere su límite de operación seguro, protegiendo así su funcionalidad y prolongando su vida útil.

Diferencias entre pararrayos y supresores de sobretensiones

Las principales distinciones entre los supresores de sobretensiones y los pararrayos radican en sus calificaciones de voltaje y capacidades de disipación de energía. Un supresor de sobretensiones generalmente tiene una calificación de voltaje relativamente baja, solo ligeramente superior al voltaje de operación normal del sistema eléctrico que sirve. Su capacidad de disipación de energía también es limitada. En contraste, un pararrayos tiene una calificación de voltaje significativamente mayor en comparación con el voltaje nominal del circuito. Más importante aún, posee una capacidad mucho mayor para disipar energía eléctrica, asegurando que el aislamiento del sistema eléctrico permanezca intacto y sin afectación.

Punto clave: Es esencial tener en cuenta que los supresores de sobretensiones no son adecuados para proteger circuitos contra transitorios y sobretensiones causados por rayos. Su diseño y capacidades los hacen inadecuados para manejar eventos de alta energía y alto voltaje asociados con rayos, que requieren la protección más robusta ofrecida por los pararrayos.