Que é un pararraios de tipo válvula

Que é un pararrayos de tipo válvula?

Definición

Un pararrayos que comprende unha ou varias fendas conectadas en serie cun elemento de control de corrente chámase pararrayos. A fenda entre os electrodos bloquea o fluxo de corrente a través do pararrayos, excepto cando a tensión a través da fenda supera a tensión crítica de flashover da fenda. O pararrayos de tipo válvula tamén se chama diverxente de surxo con fenda en serie ou diverxente de surxo de carburo de silicio con fenda en serie.

Construción do Pararrayos de Tipo Válvula

O pararrayos de tipo válvula está construído cunha montaxe de múltiples fendas de chispa conectada en serie cun resistor feito dun elemento non lineal. Cada fenda de chispa consiste en dous elementos. Para abordar a distribución non uniforme da tensión entre as fendas, resistores non lineais están conectados en paralelo a través de cada fenda individual. Esta construción axuda a asegurar o funcionamento adecuado do pararrayos en diferentes condicións eléctricas, permitíndolle protexer eficazmente o equipo eléctrico das sobretensións inducidas por raios.

Os elementos de resistor están fabricados a partir de carburo de silicio combinado con ligantes inorgánicos. A montaxe completa está encerrada dentro dunha carcasa de porcelana selada que está chea de gas de nitróxeno ou SF6. Este ambiente cheo de gas axuda a mellorar a aislación eléctrica e o rendemento do pararrayos.

Funcionamento do Pararrayos de Tipo Válvula

Baixo condicións normais de baixa tensión, os resistores paralelos evitan o flashover a través das fendas. Como resultado, os cambios lentos na tensión aplicada non supónen unha ameaza para o sistema eléctrico. No entanto, cando ocorren cambios rápidos na tensión a través dos terminais do pararrayos, como os inducidos por descargas eléctricas ou sobresaltos eléctricos, as fendas de aire no pararrayos experimentan flashover. A corrente resultante é entón descargada ao chan a través do resistor non lineal. Significativamente, o resistor non lineal exhibe unha resistencia extremadamente baixa baixo estas condicións de alta tensión e alta corrente, desviando eficazmente a corrente excesiva lejos do equipo eléctrico protexido e salvagardándoo de posibles danos.

Despois do paso do surxo, a tensión impressa a través do pararrayos diminúe. Ao mesmo tempo, a resistencia do pararrayos aumenta gradualmente ata que se restaure a tensión de operación normal. Unha vez que o surxo se disipa, unha pequena corrente a baixa frecuencia comeza a fluir polo camiño creado pola anterior chispa. Esta corrente particular chámase corrente de seguimento de potencia.

A magnitude da corrente de seguimento de potencia diminúe gradualmente a un valor que pode ser interrompido pola fenda de chispa á medida que a fenda recupera a súa resistencia dieléctrica. A corrente de seguimento de potencia extingúese na primeira cruzada a cero da forma de onda de corrente. Como resultado, o suministro de potencia permanece sen interrupcións, e o pararrayos está de novo listo para a operación normal. Este proceso chámase resealado do pararrayos.

Etapas do Funcionamento do Pararrayos de Tipo Válvula

Cando un surxo alcanza o transformador, encontra o pararrayos, como se mostra na figura a continuación. En aproximadamente 0,25 μs, a tensión alcanza o valor de ruptura da fenda en serie, activando o pararrayos para descargarse. Esta acción de descarga desvia a corrente excesiva asociada co surxo, protexendo o transformador e outro equipo eléctrico conectado de posibles danos causados polo transitorio de alta tensión.

Á medida que a tensión do surxo aumenta, a resistencia do elemento non lineal diminúe. Esta diminución da resistencia permite a descarga continua de enerxía adicional do surxo. Como consecuencia, a tensión transmitida ao equipo terminal está limitada, como se mostra claramente na figura a continuación. Este mecanismo xoga un papel crucial na protección do equipo terminal dos efectos nocivos dos surxos de alta tensión ao controlar eficazmente a cantidade de tensión que lle chega.

Á medida que a tensión diminúe, a corrente que fluye ao chan diminúe simultaneamente, mentres que a resistencia do pararrayos aumenta. Finalmente, o pararrayos alcanza unha etapa na que a fenda de chispa interrompe o flujo de corrente, e o pararrayos volve a selarse eficazmente. Este proceso asegura que, unha vez que o evento de surxo remite, o pararrayos volve ao seu estado normal, non conductor, listo para protexer o sistema eléctrico de futuros surxos.

A tensión máxima que se desenvolve nos terminais do pararrayos e se transmite ao equipo terminal denomínase valor de descarga do pararrayos. Este valor é crucial xa que determina a extensión na que o pararrayos pode protexer o equipo conectado de sobretensións excesivas.

Tipos de Pararrayos de Tipo Válvula

Os pararrayos de tipo válvula poden clasificarse en varios tipos, nomeadamente tipos de estación, tipos de liña, pararrayos para a protección de máquinas rotativas (tipo de distribución ou tipo secundario).

• Pararrayos de Tipo Estación de Válvula

• Este tipo de pararrayos úsase principalmente para protexer equipos de potencia críticos en circuitos que van desde 2,2 kV a 400 kV e incluso niveis de tensión máis altos. Caracterízase pola súa alta capacidade de dissipación de enerxía. Isto permítelle manexar grandes cantidades de enerxía de surxo, asegurando a seguridade dos componentes esenciais de potencia na estación.

• Pararrayos de Tipo Liña

• Os pararrayos de tipo liña utilizanse para a protección de equipos de subestación. Teñen unha menor área seccional, son máis lixeiros e máis económicos comparados cos pararrayos de tipo estación. No entanto, permiten unha maior tensión de surxo a través dos seus terminais en comparación cos pararrayos de tipo estación e posúen unha menor capacidade de transporte de surxos. A pesar destas diferenzas, están ben adaptados para protexer o equipo de subestación debido ao seu deseño específico e a súa eficiencia de custo.

• Pararrayos de Distribución

• Os pararrayos de distribución adoitan montarse en postes e empregarse para protexer xeradores e motores dentro da rede de distribución. A súa colocación en postes fállesnos facilmente accesibles para a instalación e manutención, mentres que protexen eficazmente a maquinaria eléctrica no sistema de distribución.

• Pararrayos Secundarios

• Os pararrayos secundarios están deseñados para protexer aparellos de baixa tensión. De maneira semellante, os pararrayos para a protección de máquinas rotativas están específicamente deseñados para escudar xeradores e motores. Estes pararrayos xogan un papel vital na aseguración do funcionamento fiábel de equipos de baixa tensión e rotativos, previndo danos causados por sobretensións.