Construcción y funcionamiento de pararrayos de óxido de metal
En un mundo donde las tormentas eléctricas son tanto un espectáculo natural como una fuente de riesgo, la protección de nuestras estructuras se vuelve imprescindible. Los pararrayos de óxido de metal se erigen como guardianes silenciosos, dedicados a desviar la furia de los rayos y salvaguardar tanto a las personas como a los bienes materiales. Pero, ¿cómo funcionan realmente estos dispositivos y cuáles son los secretos detrás de su construcción? En este artículo, exploraremos a fondo la fascinante tecnología que les permite convertir la energía destructiva en un simple chispazo inofensivo, desglosando los elementos esenciales que componen su diseño y revelando la ciencia que los hace efectivos. Prepárate para adentrarte en el intrigante mundo de los pararrayos de óxido de metal y descubrir cómo están diseñados para protegernos de la furia del cielo.
¿Sabías que los pararrayos de óxido de metal son fundamentales para la protección de edificaciones y personas durante las tormentas eléctricas? En este artículo, te mostraremos todos los detalles sobre la construcción y funcionamiento de estos dispositivos tan importantes para evitar los peligros de los rayos. ¡No te lo pierdas!
En este artículo, discutiremos el pararrayos de óxido de metal. Pero antes, primero conozcamos un poco sobre los pararrayos y su importancia en los sistemas eléctricos.
¿Qué es un pararrayos?
El pararrayostambién llamado pararrayos, es un dispositivo de protección contra sobretensiones utilizado en sistemas eléctricos para limitar las sobretensiones y sobrecorrientes en el sistema de energía para mejorar el nivel de protección del sistema.
Principalmente, los pararrayos brindan protección contra sobretensiones temporales, impulsos de conmutación, sobretensiones y sobretensiones por rayos.
Se han diseñado varios tipos de pararrayos, pero para satisfacer la demanda de protección de características VI altamente no uniformes, los pararrayos de óxido metálico están diseñados para proteger el equipo de la subestación.
Ahora, analicemos en detalle la construcción y el funcionamiento del pararrayos de óxido metálico.
Pararrayos de óxido de metal
El tipo de pararrayos en el que se utiliza un semiconductor de óxido de zinc como material de resistencia se conoce como pararrayos de óxido metálico. También se le llama un desviador de ZnO.
La principal ventaja del pararrayos de óxido metálico es que protege el sistema de todo tipo de sobretensiones de CC y CA. Por lo tanto, se utiliza en sistemas eléctricos para la protección contra sobretensiones de todos los niveles de tensión.
Construcción y funcionamiento de pararrayos de óxido de metal
Como se mencionó anteriormente, el pararrayos de óxido de metal está hecho de ZnO o semiconductor de óxido de zinc. ZnO es un material semiconductor de tipo N. El ZnO es un material pulverizado y de grano fino. Con ZnO, varios otros materiales de óxido aislante como Bi2O3Sb2O3CoO, MnO2, etc. también se mezclan en forma de polvo fino. Todos estos polvos se tratan con algunos procesos y la mezcla final se obtiene como un polvo seco.
Este polvo seco luego se comprime en un bloque en forma de disco. Los bloques en forma de disco se sinterizan para obtener una cerámica policristalina densa. Además, se usa un compuesto conductor para recubrir el disco de óxido de metal para proteger el disco de los impactos ambientales. Este revestimiento compuesto conductor también proporciona un contacto adecuado y una distribución uniforme de la corriente. Una carcasa de porcelana llena de gas nitrógeno o SF6 luego se usa gas para encerrar el disco. La construcción del pararrayos de óxido de metal se muestra en la figura 1.
>Para mantener el disco en una posición fija, se utiliza caucho de silicona. También ayuda en la transferencia de calor del disco a la carcasa de porcelana. Los resortes se utilizan para sostener el disco bajo cierta presión. Los espacios de chispas en serie son eliminados por el elemento ZnO en el pararrayos.
Hay una caída de tensión en el pararrayos de óxido metálico que tiene lugar en los límites de grano. Esta barrera potencial en el límite de cada grano del elemento ZnO controla el flujo de corriente de un grano al siguiente.
Cuando hay un voltaje normal, la barrera de potencial en los límites de los granos de ZnO no permite que la corriente fluya a través de ella. Pero, cuando se produce un sobrevoltaje, la barrera de potencial colapsa y se produce un fuerte aumento. Como resultado, la corriente comienza a fluir y la sobretensión se desvía a tierra.
Una vez que la sobretensión colapsa, el voltaje a través de los desviadores de ZnO se reduce y, por lo tanto, la corriente a un valor insignificante, idealmente cero.
De esta forma, un pararrayos de óxido de metal protege el sistema de potencia de las sobretensiones.
Ahora, háganos saber las principales ventajas del pararrayos de óxido de metal.
Ventajas del pararrayos de óxido de metal
Las siguientes son las principales ventajas del pararrayos de óxido metálico:
- La necesidad de un esquema de clasificación de voltaje en el sistema de energía puede eliminarse usando un pararrayos de óxido de metal.
- El pararrayos de óxido de metal es capaz de absorber alta energía.
- El pararrayos de óxido de metal elimina el riesgo de chispas.
- El pararrayos de óxido de metal elimina el riesgo de descarga eléctrica en el sistema si se rompen los espacios.
- El pararrayos de óxido de metal tiene una corriente de fuga muy baja en condiciones normales de funcionamiento.
- El pararrayos de óxido de metal proporciona una coordinación de aislamiento económica.
- El pararrayos de óxido de metal proporciona una alta estabilidad después de una descarga prolongada.
Por lo tanto, se trata del pararrayos de óxido de metal, su construcción, funcionamiento y ventajas.
Construcción y Funcionamiento de Pararrayos de Óxido de Metal
Introducción
En un mundo donde las tormentas eléctricas representan tanto un fenómeno natural impresionante como un riesgo potencial, la protección de nuestras estructuras se vuelve fundamental. Los pararrayos de óxido de metal funcionan como guardianes silenciosos, destinados a desviar la fuerza de los rayos y proteger tanto a las personas como a las propiedades. A lo largo de este artículo, exploraremos la fascinante tecnología detrás de estos dispositivos y los elementos esenciales que componen su diseño.
¿Qué es un Pararrayos?
El pararrayos, también conocido como pararrayo, es un dispositivo diseñado para la protección contra sobretensiones en sistemas eléctricos. Su principal función es limitar las sobretensiones y sobrecorrientes en el sistema de energía, mejorando así la seguridad y rendimiento de las instalaciones eléctricas.
Los pararrayos ofrecen protección contra:
- Sobrevoltajes temporales
- Impulsos de conmutación
- Sobrevoltajes por rayos
Para satisfacer la demanda de protección en sistemas eléctricos, se han diseñado varios tipos de pararrayos, destacando los de óxido metálico por su eficiencia y capacidad de manejo de sobretensiones.
Construcción de Pararrayos de Óxido de Metal
Los pararrayos de óxido de metal utilizan un semiconductor de óxido de zinc como material de resistencia, conocido como ZnO. Este material es pulverizado y de grano fino. Durante su fabricación, se mezcla con otros óxidos aislantes como Bi2O3, Sb2O3, CoO, y MnO2.
El proceso de construcción incluye:
- Mezcla de polvos para obtener un compuesto homogéneo.
- Compresión del polvo en un bloque en forma de disco.
- Sinterización del disco para lograr una cerámica policristalina densa.
- Revestimiento del disco con un compuesto conductor para protegerlo y asegurar una adecuada distribución de la corriente.
- Enclosure en una carcasa de porcelana llena de gas nitrógeno o SF6 para protección adicional.
En la presentación de estos dispositivos, se utilizan también cauchos de silicona para fijar el disco y facilitar la transferencia de calor. Los resortes mantienen el disco bajo presión, optimizando su funcionamiento. Las conexiones de chispa son eliminadas gracias a la estructura de ZnO.
Funcionamiento de los Pararrayos de Óxido de Metal
El pararrayos de óxido de metal opera mediante el control del flujo de corriente a través de sus límites de grano, donde se generan barreras potenciales. Este mecanismo permite el desvío de la corriente peligrosa hacia la tierra, asegurando la protección de los elementos conectados al sistema eléctrico.
Durante una sobrecarga eléctrica, el pararrayos absorbe y redirige la energía, convirtiendo lo que podría ser una catástrofe en un simple chispazo inofensivo.
FAQs sobre Pararrayos de Óxido de Metal
¿Cuál es la principal ventaja de los pararrayos de óxido de metal?
La principal ventaja de los pararrayos de óxido de metal es su capacidad para proteger el sistema eléctrico contra todo tipo de sobretensiones, tanto en corriente continua (CC) como en corriente alterna (CA), lo que los hace fundamentales en diversas aplicaciones eléctricas.
¿Qué materiales componen un pararrayos de óxido de metal?
Los pararrayos generalmente están compuestos por óxido de zinc (ZnO) como material principal, junto a otros óxidos aislantes que se mezclan para mejorar su eficiencia y resistencia. Se utilizan además materiales conductores para el revestimiento y una carcasa de porcelana para protección física.
¿Dónde se utilizan estos pararrayos?
Se utilizan en sistemas eléctricos de media y alta tensión, tales como subestaciones y líneas de transmisión, donde la protección contra sobretensiones es crucial para la seguridad y funcionamiento del equipo eléctrico.