Las principales razones por las que el óxido de zinc es esencial para los arrestadores
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Las principales razones por las que el óxido de zinc es esencial para los arrestadores

Vistas:0     Autor:Editor del sitio     Hora de publicación: 2025-08-19      Origen:Sitio

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El óxido de zinc es muy importante en el diseño de arrestos de aumento. Tiene resistencia que cambia mucho, lo que ayuda a detener los picos de voltaje peligrosos. El material reacciona rápidamente a las olas y brinda una fuerte protección. Los bloques de arrestos de sobretensión de óxido de zinc utilizan métodos especiales de sellado. Estos métodos los hacen durar más.

  • Casi todos los nuevos pararraños usan óxido de zinc ahora. Han reemplazado los tipos de carburo de silicio más antiguos.

  • Los varistores de óxido de zinc mantienen una alta resistencia cuando el voltaje es normal. Cuando el voltaje se vuelve demasiado alto, la resistencia cae rápidamente.

  • Toma y extiende grandes corrientes de sobretensión. Esto mantiene seguros los sistemas eléctricos.

Control de llave

Los pararrayos de óxido de zinc actúan rápidamente cuando ocurren picos de voltaje. Ayudan a proteger los sistemas eléctricos de lastimar. Su diseño especial no necesita brechas en chispas. Esto los hace más seguros y más pequeños que los tipos antiguos. También son más confiables. Duran mucho tiempo y funcionan bien con mal tiempo. Esto ayuda a ahorrar dinero en reparaciones y reemplazos. Los pararrayos de óxido de zinc pueden manejar grandes corrientes de sobretensión. Ayudan a mantener seguros las redes de energía, las fábricas y los lugares de energía renovable. El uso de óxido de zinc hace que los sistemas sean más seguros y evite que el equipo se rompa. Es por eso que son la mejor opción para la nueva protección de energía.

Óxido de zinc en pararrayos

Propiedades eléctricas no lineales

El óxido de zinc es especial en pararrayos debido a cómo actúa con la electricidad. Mantiene una alta resistencia cuando el voltaje es normal. Si ocurre un aumento, la resistencia cae rápidamente. Esto permite que una gran corriente se mueva a través del Arrestor. El Arrestor luego mantiene el voltaje en un nivel seguro. Esto protege los sistemas eléctricos de picos peligrosos.

  • Varistores de óxido de zinc:

    • Tener alta resistencia a voltaje normal.

    • Perder resistencia rápidamente durante un aumento.

    • Tome y envíe la energía de sobretensión del equipo.

    • Reaccione rápido a un voltaje extraño como un rayos o sobretensiones de conmutación.

    • Puede manejar grandes sobretensiones de energía en los sistemas de CA y DC.

Las pruebas en el campo y el laboratorio muestran cómo funciona esto. Los ingenieros verifican la corriente de fuga en pararrayos de óxido de zinc de 20 kV en diferentes situaciones. La corriente de fuga aumenta a medida que el Arrester envejece o se enfrenta a un clima duro. Esto ayuda a los expertos a saber cuándo hacer mantenimiento. En los laboratorios, los transformadores de alto voltaje ayudan a estudiar cómo cambian la corriente y el voltaje juntos. Los resultados muestran cambios de temperatura la corriente de fuga y la curva no lineal. El análisis armónico de la corriente de fuga también muestra el comportamiento resistivo no lineal.

Aspecto de evidencia

Descripción

Configuración experimental

Las pruebas de laboratorio usan transformadores de alto voltaje para verificar las características de VI.

Comportamiento VI no lineal

Las curvas VI muestran una fuerte no linealidad a una corriente baja y alta.

Dependencia de la temperatura

La corriente de fuga y las curvas VI cambian cuando la temperatura aumenta.

Enfoque de modelado

Las redes neuronales artificiales modelan características de VI no lineales, incluidos los efectos de la temperatura.

Análisis armónico

El contenido armónico de la corriente de fuga muestra piezas resistentes y capacitivas.

Conclusión

Los datos demuestran la resistencia no lineal y esa temperatura es importante en el modelado.

Respuesta de sobretensión rápida

Los arrestantes de sobretensión de óxido de zinc reaccionan a los aumentos de voltaje muy rápidamente. Protegen los sistemas eléctricos de alto voltaje repentino. El interior de los varistores de óxido de zinc es importante para esto. Cuando se hace, sinterización forma límites de grano. Estos límites hacen barreras Schottky, que actúan como dos diodos frente a otros. Esto le da al varistor su comportamiento especial de voltaje de corriente.

  • Características microestructurales :

    • Barreras de Schottky en los límites de grano.

    • Los dopantes como BI2O3, SB2O3, MNO2, CO2O3 y CR2O3 mejoran la no linealidad.

    • La sinterización controla el tamaño del grano y cómo se extienden las fases.

    • MNO2 evita que los granos cultiven demasiado.

    • CO2O3 ayuda a la conductividad y reduce la corriente de fuga.

Los varistores de óxido de zinc pueden manejar corrientes de alta mare y disfrutar de mucha energía. Funcionan bien con alto voltaje y alta corriente. Los diodos de TVS reaccionan aún más rápido, pero los pararrayos de óxido de zinc pueden manejar más energía. Esto los hace excelentes para proteger los sistemas de energía de la sobretensión.

Tipo de dispositivo

Tiempo de respuesta típico

Capacidad de corriente de sobretensión

Densidad de absorción de energía

Notas

Varistores de óxido de zinc (movs)

Microsegundos

Alto

Alto

Lo mejor para grandes sobretensiones energéticas, más lentas que los tvs diodos

TVS Diodos

Nanosegundos

Más bajo

Más bajo

Más rápido pero menos capacidad energética, puede romper en grandes oleadas

Durabilidad y confiabilidad

Los pararrayos de óxido de zinc son fuertes y confiables, incluso en lugares difíciles. Los fabricantes usan buenos diseños de sellado y a prueba de humedad. Estos mantienen al Arrester trabajando en contaminación, alta humedad y clima muy caliente o frío. Muchos pararraños de óxido de zinc funcionan bien de -40 ° C a +40 ° C. Pueden soportar rayos UV y fuertes vientos.

Los estudios muestran que el envejecimiento y las cosas como la contaminación o el daño pueden cambiar la forma en que funcionan. Los expertos usan controles de corriente y análisis armónicos para encontrar el envejecimiento. Los aditivos como el itrio, el galio y el aluminio ayudan a óxido de zinc duran más. Si el exterior se daña pero el sello está bien, el Arrestor todavía funciona.

Los bloques sinterizados de óxido de zinc hacen que el arrest sea fuerte y capaz de resistir el medio ambiente. La sinterización hace un grueso, incluso por dentro. BI2O3 ayuda a que los granos crezcan y encajen con fuerza, lo que hace que los bloques fueran difíciles. Esto ayuda al Arrestor a durar más y a mantenerse fuerte bajo estrés.

Nota: Los datos de campo de la Autoridad Provincial de Electricidad de Tailandia muestran que más de 5,000 pararnictos de sobretensión de óxido de zinc trabajaron sin fallar durante las temporadas de rayos monzónicos. Estos pararneros manejaron corrientes de sobretensión de hasta 10ka y duraron de 10 a 15 años con poco mantenimiento.

Los arrestantes de sobretensión de óxido de zinc brindan protección segura por exceso de voltaje para los sistemas de energía. Su construcción fuerte y sus buenos materiales los convierten en una mejor elección para la seguridad a largo plazo.

Ventajas sobre el carburo de silicio

No se necesitan vacíos en la serie

Los pararqueros de carburo de silicio usan brechas para controlar la corriente. Estas brechas a menudo causan problemas al trabajar. Pueden hacer arcos que se desgastan rápidamente. Esto significa que se necesitan más reparaciones. Los pararnictos de óxido de zinc no necesitan estas brechas. Su comportamiento especial de voltaje-corriente les ayuda a funcionar bien. Se mantienen resistivos a voltaje normal. Se vuelven conductores solo durante un aumento. Este diseño elimina las piezas móviles y detiene la descarga de arco.

  • El diseño sin huecos hace que el Arrester sea mucho más seguro.

  • También hace que el Arrester sea más corto y ligero.

  • Las clasificaciones de alivio de presión mejoran con este diseño.

  • El Arrestor reacciona rápidamente a las oleadas.

  • No tiene retrasos o electrodos desgastados.

Consejo: los arrestadores de óxido de zinc sin brecha se remontan a una alta resistencia después de un aumento. Pueden manejar muchas oleadas y seguir funcionando bien.

Capacidad mejorada de corriente de corriente

Los pararrayos de óxido de zinc trabajan mejor con corrientes de sobretensión. El diseño sin huecos les permite disfrutar fácilmente de grandes oleadas. Pueden manejar más corriente sin detenerse. Esto los hace más estables y confiables. Los arrestadores de carburo de silicio usan brechas, que limitan la cantidad de corriente que pueden tomar.

  • Los pararrayos de óxido de zinc tienen baja resistencia a la corriente de aumento.

  • Dejan escapar la energía rápidamente y mantienen el equipo seguro.

  • Muestran solo una pequeña corriente capacitiva en uso normal.

  • No se calientan demasiado ni se descomponen fácilmente.

Un arrestador de óxido de zinc de 345 kV puede manejar bien los cambios de temperatura. Se mantiene seguro incluso si la corriente de fuga aumenta. Esto muestra que puede manejar corrientes fuertes y mantenerse estable.

Vida útil más larga

Los pararrayos de óxido de zinc duran más que los de carburo de silicio. Pueden tomar muchas oleadas sin dañar gravemente. Su diseño significa menos fijación y menos reemplazos. Los arrestadores de carburo de silicio pueden sobrecalentarse y romperse después de grandes o muchas oleadas. Necesitan ser revisados ​​y solucionados con más frecuencia.

Característica/aspecto

Pararrayos de óxido de zinc (ZnO)

Pararqueros de carburo de silicio (sic)

Diseño

Discos de óxido de metal no lineal sin brecha

Spark Gaps en la serie con elementos de válvula

Manipulación

Absorbe grandes sobretensiones de energía, respuesta rápida

Capacidad de energía de sobretensión limitada, respuesta más lenta

Confiabilidad y mantenimiento

Alta fiabilidad, bajo mantenimiento

Menor confiabilidad, mantenimiento frecuente

Vida útil

Largo, soporta múltiples oleadas

Más corto, necesita reemplazo después de grandes oleadas

Costo y fabricación

Costo más fácil, menor

Costo complejo y mayor

Los pararrayos de óxido de zinc fallan menos y cuestan menos para seguir trabajando. Protegen mejor y duran más. Es por eso que son la mejor opción para los sistemas eléctricos de hoy.

Aplicaciones de protección de sobretensión

Aplicaciones de protección de sobretensión

Transmisión y distribución de energía

Los sistemas de transmisión y distribución de energía pueden tener demasiado voltaje. Las oleadas de relámpagos y de conmutación a menudo causan estos problemas. Los pararrayos de óxido de zinc ayudan a proteger los transformadores y los interruptores de circuitos. Funcionan rápidamente y mantienen voltaje a niveles seguros. El Arrester envía una oleada adicional al suelo. Esto ayuda al sistema a seguir funcionando y detiene el daño costoso.

Algunos usos comunes son:

  • Sistemas de voltaje medio

  • Transformadores de distribución y bancos de condensadores

  • Reclosadores y transiciones de un subterráneo aéreo

  • Sistemas de tracción AC y DC

La siguiente tabla muestra dónde se usan más los pararrayos de óxido de zinc:

Área de aplicación

Amenaza principal

Papel de arrestado

Líneas de transmisión

Lightning, Switching

Envía una oleada a tierra

Subestaciones

Eventos de sobrevoltaje

Protege Transformers, Breakers

Redes de distribución

Iluminación

Equipo subterráneo de Shields

Usos industriales

Las fábricas y las empresas usan pararrayos de óxido de zinc para su protección. Estos pararrayos mantienen a las máquinas y al cableado seguros. También protegen los sistemas electrónicos y de energía renovable. Los parques eólicos y los parques solares también los usan. Las plantas de tratamiento de agua y las estaciones de carga de automóviles eléctricos las necesitan para la seguridad.

Algunos usos principales son:

  • Paneles de maquinaria industrial y control

  • Sistemas de computadora y telecomunicaciones

  • Inversores de energía renovable y matrices solares

  • Infraestructura de carga Smart Grid e EV

Los pararrayos de óxido de zinc funcionan bien en lugares ruidosos. Manejan muchos cambios y ruido eléctrico. Su diseño detiene el óxido y se pone a fuego alto. Esto los hace buenos para trabajos industriales difíciles.

Protección integral

Los pararrayos de óxido de zinc brindan una fuerte protección contra el voltaje. Reaccionan rápidamente a los rayos y al cambio de sobretensiones. Su núcleo especial recibe mucha energía y detiene el daño. El exterior mantiene fuera de agua, sal y luz solar. Las piezas de metal y las monturas especiales ayudan a extender el calor y mantener al Arrester fresco.

El uso del mundo real muestra que duran mucho tiempo. Muchos trabajan durante más de 25 años, incluso en lugares difíciles. Los nuevos pararrayos necesitan poco cuidado y casi nunca se rompen. Protegen las redes de energía, las fábricas y los sitios de energía renovable. Esto los convierte en una gran opción para detener el sobrevoltaje.

Nota: Los pararnizadores de óxido de zinc mantienen un voltaje seguro y fallas en el equipo más bajas. Trabajan en muchos lugares y ayudan a ofrecer poder de manera confiable.

Conclusión

Los pararraños de óxido de zinc son especiales porque usan varistores de óxido de metal. Estos varistores tienen límites de grano y dopantes especiales. Esto les ayuda a tomar energía y reaccionar rápidamente a los picos de voltaje. Los expertos dicen que el óxido de zinc hace que las redes de energía fueran fuertes y estables. Muchas compañías así, el equipo es más pequeño y más seguro. Las actualizaciones son más fáciles, y los sistemas también son más seguros. Los nuevos diseños duran más y no necesitan mucha solución. La siguiente tabla muestra cómo los pararrayos de óxido de zinc lo hacen mejor que otros:

Característica

Pararrayos de óxido de zinc

Alternativas

Vida útil

Largo

Más corto

Mantenimiento

Bajo

Más alto

Absorción de energía

Alto

Más bajo

Los ingenieros siguen mejorando los materiales de óxido de zinc para el futuro. Trabajan en monitoreo inteligente y formas verdes para hacerlos. Los pararrayos de óxido de zinc ayudan a mantener los sistemas eléctricos seguros y listos para cosas nuevas.

Preguntas frecuentes

¿Qué hace que el óxido de zinc sea mejor que el carburo de silicio en pararrayos de aumento?

El óxido de zinc reacciona a las oleadas mucho más rápido. Puede tomar más energía que el carburo de silicio. No necesita brechas en serie para funcionar. Dura más y necesita menos reparación. Muchos ingenieros lo eligen para nuevos sistemas eléctricos.

¿Cuánto tiempo duran los parares de óxido de zinc óxido?

La mayoría de los pararrayos de óxido de zinc duran de 10 a 25 años. Los buenos sellos y las piezas fuertes los ayudan a trabajar con mal tiempo. Verificarlos a menudo los ayuda a durar el mayor tiempo posible.

¿Pueden los pararrayos de óxido de zinc proteger contra los rayos?

Sí. Los pararrayos de óxido de zinc actúan rápidamente cuando llega el rayo. Envían la corriente peligrosa de forma segura al suelo. Esto mantiene el equipo seguro durante las tormentas.

¿Los pararnictos de óxido de zinc necesitan mucho mantenimiento?

No. Los arrestantes de aumento de óxido de zinc no necesitan mucho cuidado. La mayoría funciona bien durante muchos años. Los controles simples de fugas o daños externos ayudan a mantenerlos seguros.

¿Dónde usan las personas a los pararrayos de óxido de zinc?

Las personas los usan en líneas eléctricas, subestaciones y en fábricas. También protegen los sitios de energía renovable. Mantienen transformadores, máquinas y productos electrónicos a salvo de demasiado voltaje.

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