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Introducción:
Este pararrayos de silicona (pararrayos) es un dispositivo de protección vital conectado entre un conductor de fase activa y tierra. En condiciones normales de funcionamiento, presenta una impedancia muy alta y es efectivamente invisible para el sistema. Sin embargo, cuando se produce una sobretensión transitoria que excede un umbral específico, el disipador de sobretensión se vuelve conductor instantáneamente, 'deteniendo' la sobretensión al desviar el enorme impulso de corriente de manera segura a tierra. Una vez que pasa la sobretensión, regresa automáticamente a su estado de alta impedancia, manteniendo el funcionamiento normal del sistema. Este modelo particular de 21 kV y 10 kA está optimizado para un rendimiento sólido en aplicaciones de media tensión como sistemas de distribución de 22 kV.
Dibujos:
Parámetros técnicos:
Tensión nominal: |
21kv |
Corriente de descarga normal: |
10kA |
Tensión máxima de funcionamiento continuo (MCOV): |
17.0kv |
Tensión residual de corriente pronunciada de 1/4 µs: |
71,8 kv |
Tensión residual de corriente de rayo 8/20 µs: |
63kv |
Tensión residual de corriente de conmutación de 30/60 µs: |
54,2 kv |
Impulso de corriente de onda rectangular de 2000 µs: |
250A |
Capacidad de descarga soportada de alta corriente de 4/10 µs: |
100KA |
Descarga clásica: |
1 |
Distancia de fuga: |
535mm |
Estructura interna y mecanismo operativo:
La funcionalidad principal del descargador proviene de sus componentes internos, elegantemente alojados dentro de una robusta carcasa de polímero:
Bloques de varistores de óxido de zinc (el corazón): el interior consta de una columna apilada en serie de discos varistores de óxido de zinc (ZnO). Estos bloques cerámicos son los elementos protectores activos. Poseen características de tensión-corriente altamente no lineales.
Voltaje normal: En el voltaje estándar del sistema, los bloques de ZnO exhiben una resistencia extremadamente alta, lo que permite que fluya solo una minúscula corriente de fuga (microamperios).
Condición de sobretensión: cuando aparece una sobretensión, la resistencia de los bloques de ZnO cae dramáticamente en nanosegundos, lo que les permite conducir la alta corriente de descarga nominal de 10 kA a tierra, fijando así el voltaje en el equipo protegido a un nivel seguro.
Varilla central de epoxi reforzada con fibra de vidrio: Los bloques de ZnO se ensamblan bajo alta presión sobre una varilla central resistente que no se desplaza. Esta varilla proporciona estabilidad mecánica y asegura un buen contacto eléctrico entre los bloques.
Carcasa polimérica (el cuerpo): la columna de ZnO está sellada permanentemente dentro de una carcasa de caucho de silicona o polímero EPDM. Esta carcasa es muy superior a la porcelana tradicional porque es liviana, altamente resistente al impacto y al vandalismo y exhibe excelentes propiedades hidrofóbicas (eliminación de agua).
Sistema de sellado: Los sellos de alta calidad en los extremos evitan la entrada de humedad, lo cual es fundamental para la confiabilidad a largo plazo y para prevenir fallas internas.
Características clave del diseño:
Capacidad de manejo de alta energía: La clasificación de corriente de descarga nominal de 10 kA confirma su capacidad para manejar de manera segura la inmensa energía proveniente de rayos severos y sobretensiones de conmutación.
Rendimiento mejorado contra la contaminación: el diseño del cobertizo de 8 sombrillas con cobertizos grandes y pequeños alternos es una característica fundamental. Esta configuración maximiza la distancia de fuga (535 mm), creando una ruta de fuga más larga a lo largo de la superficie. Esto evita descargas eléctricas en áreas con alta contaminación, sal, polvo o humedad, lo que garantiza un funcionamiento estable en entornos hostiles.
Ligero y resistente al vandalismo: La carcasa de polímero hace que el descargador sea significativamente más liviano que sus equivalentes de porcelana, lo que facilita la instalación y reduce la tensión en las estructuras de soporte. También es muy resistente a daños por impactos o disparos.
Excelente hidrofobicidad: la carcasa de caucho de silicona tiene una capacidad única para repeler el agua. Incluso cuando está contaminada, la superficie evita la formación de una película continua de agua, manteniendo una alta rigidez dieléctrica.
Mecanismo de alivio de presión: el diseño generalmente incorpora un mecanismo para ventilar de manera segura los gases calientes en el raro caso de una falla interna catastrófica, evitando que la carcasa se rompa violentamente.
Conexiones confiables: El accesorio metálico superior (probablemente de aluminio) proporciona un punto seguro para la conexión al conductor de fase. El cable de cobre visible en la parte inferior actúa como conductor de bajada o accesorio de anillo de clasificación para una conexión a tierra eficiente.
Proceso de producción:
El proceso de fabricación es preciso y controlado para garantizar una alta calidad y consistencia:
Producción de varistores: El polvo de óxido de zinc de alta pureza se mezcla con otros óxidos metálicos (aditivos como óxido de bismuto, óxido de cobalto, etc.) y se muele. La mezcla se prensa en forma de disco y se sinteriza a altas temperaturas para formar bloques de varistores cerámicos policristalinos con las características no lineales deseadas.
Pruebas eléctricas: Cada bloque individual de ZnO se prueba rigurosamente para determinar su voltaje de referencia y corriente de fuga.
Montaje: Los bloques calificados se apilan sobre la varilla central aislada de fibra de vidrio. Se colocan electrodos de metal en los extremos y el conjunto se comprime dentro de un mecanismo de resorte para mantener una presión constante.
Moldeo/Encapsulación: El conjunto del núcleo se coloca en un molde y se inyecta caucho de silicona líquida a su alrededor bajo calor y presión. Este proceso forma la vivienda integral y los cobertizos, creando un sello hermético permanente.
Curado y Montaje Final: Se cura la carcasa. Se adjuntan los accesorios finales y el cable de cobre a tierra.
Prueba final: Cada descargador completado se somete a pruebas de alto voltaje, incluidas pruebas de corriente de impulso (para verificar la clasificación de 10 kA) y pruebas de corriente de fuga, para garantizar que cumpla con todos los criterios de rendimiento especificados.
Escenarios de aplicación específicos:
Este descargador de sobretensiones de alto voltaje de 21 kV es ideal para:
Subestaciones de distribución de energía: protección del lado primario de los transformadores de distribución de 11 kV/22 kV contra sobretensiones entrantes.
Líneas Aéreas de Distribución: Instaladas en postes para proteger líneas y equipos como bancos de capacitores y seccionalizadores.
Instalaciones industriales y comerciales: blindaje de aparamenta y motores de media tensión dentro de grandes fábricas o plantas.
Ambientes hostiles: Su alta distancia de fuga (535 mm) lo hace particularmente adecuado para áreas costeras (contaminación por sal), zonas industriales (contaminación química) y regiones desérticas (polvo y arena).
Plantas de Energías Renovables: Protección de los sistemas de captación en parques solares y parques eólicos.
Fortaleza de la empresa:
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