¿Cuáles son los materiales utilizados en los supresores de sobretensiones?

Un descargador de sobretensiones es un componente crucial en los sistemas eléctricos, diseñado para proteger los equipos eléctricos de picos de voltaje causados ​​por rayos, operaciones de conmutación o fallas transitorias.La eficacia de un descargador de sobretensiones depende en gran medida de los materiales utilizados en su construcción, ya que determinan su capacidad para soportar y disipar sobretensiones de alto voltaje.Comprender los materiales involucrados en el diseño de descargadores de sobretensiones es esencial para los profesionales de la ingeniería eléctrica y los sistemas de energía.Este artículo explora los diversos materiales comúnmente utilizados en los descargadores de sobretensiones y su importancia para garantizar la seguridad y la longevidad de los equipos eléctricos.

Materiales centrales en pararrayos contra sobretensiones

Varistores de óxido metálico (MOV):

El material más importante utilizado en los descargadores de sobretensiones modernos es el varistor de óxido metálico (MOV).Los MOV son semiconductores que cambian su resistencia eléctrica con el voltaje aplicado.

El material principal de los MOV es el óxido de zinc (ZnO), combinado con pequeñas cantidades de otros óxidos metálicos como el óxido de bismuto (Bi2O3), el óxido de cobalto (CoO) y el óxido de manganeso (MnO).

Estos compuestos mejoran las características no lineales de voltaje-corriente del varistor, haciéndolo altamente efectivo para absorber y disipar sobretensiones de alta energía.

Caucho de silicona o porcelana para vivienda:

La carcasa externa de los descargadores de sobretensiones suele estar hecha de caucho de silicona o porcelana.

Se prefiere el caucho de silicona por sus excelentes propiedades hidrófobas, resistencia a la radiación UV y flexibilidad, lo que lo hace menos propenso a sufrir daños por tensión mecánica.

La porcelana, por otro lado, es conocida por su alta rigidez dieléctrica y robustez mecánica.Sin embargo, es más susceptible a sufrir daños causados ​​por factores ambientales como la contaminación y la humedad.

Aceros de alta calidad para componentes de puesta a tierra:

Los componentes de puesta a tierra de los descargadores de sobretensiones suelen estar fabricados de acero de alta calidad.

El acero proporciona la resistencia y durabilidad necesarias para resistir las tensiones mecánicas durante las sobretensiones y garantiza un camino confiable hasta el suelo.

Plásticos reforzados con fibra para estructuras de soporte:

En algunos pararrayos se utilizan plásticos reforzados con fibra como estructuras de soporte.

Estos materiales ofrecen altas relaciones resistencia-peso y una excelente resistencia a la degradación ambiental.

Tubos de descarga de gas (GDT):

En tipos específicos de descargadores de sobretensiones, como los utilizados en telecomunicaciones, se emplean tubos de descarga de gas.

Los GDT generalmente contienen una mezcla de gases que se ioniza durante una sobretensión, creando una ruta conductora para desviar el exceso de voltaje.

Óxido de aluminio (alúmina) en chisperos:

Los explosores, un componente de algunos descargadores de sobretensiones, suelen utilizar óxido de aluminio (alúmina) debido a sus buenas propiedades de aislamiento eléctrico y estabilidad térmica.

Importancia de la selección de materiales

La elección de los materiales de un descargador de sobretensiones es fundamental para su rendimiento.Materiales como ZnO proporcionan las propiedades eléctricas necesarias para proteger contra sobretensiones, mientras que las carcasas de caucho de silicona y porcelana ofrecen protección física.

La resistencia ambiental es otro factor crucial, ya que los descargadores de sobretensiones suelen estar expuestos a duras condiciones exteriores.

La longevidad y confiabilidad del disipador de sobretensiones dependen de la calidad de los materiales utilizados, lo que influye en las necesidades de mantenimiento y la seguridad general del sistema.

Los materiales utilizados en los descargadores de sobretensiones juegan un papel fundamental en su funcionalidad y durabilidad.Desde los varistores de óxido metálico en su núcleo hasta la carcasa externa y las estructuras de soporte, cada material se selecciona por sus propiedades específicas para garantizar un rendimiento óptimo.Comprender estos materiales es esencial para quienes trabajan en el campo de la ingeniería eléctrica y la protección de sistemas de energía, ya que proporciona información sobre las consideraciones de diseño y las capacidades operativas de los descargadores de sobretensiones.A medida que avanza la tecnología, el desarrollo de nuevos materiales y compuestos continúa mejorando la eficacia de los descargadores de sobretensiones en la protección de los sistemas eléctricos.