Descargador de sobretensiones de silicona de 24 kV

Introducción:

Este pararrayos compuesto (pararrayos) actúa como centinela entre un conductor de fase activa y tierra. En condiciones de funcionamiento normales (a 24 kV o menos), 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 descargador se activa en nanosegundos. Proporciona una ruta de baja impedancia a tierra, desviando de forma segura el enorme impulso de corriente (hasta su clasificación de 10 kA) lejos del equipo protegido. Inmediatamente después de que pasa la sobretensión, se restablece automáticamente a su estado de alta impedancia. Este modelo específico, con su distancia de fuga mejorada, está optimizado para brindar confiabilidad en ambientes contaminados.

Dibujos:

Parámetros técnicos:

Tensión nominal:	24kv
Corriente de descarga normal:	10kA
Tensión máxima de funcionamiento continuo (MCOV):	19.5kv
Tensión residual de corriente pronunciada de 1/4 µs:	82.0kv
Tensión residual de corriente de rayo 8/20 µs:	72kv
Tensión residual de corriente de conmutación de 30/60 µs:	62.0kV
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:	675 mm

Estructura y mecanismo internos:

La funcionalidad principal proviene de su robusta construcción interna, alojada dentro de la carcasa protectora de polímero:

Bloques de varistores de óxido de zinc (el núcleo): 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 drásticamente en nanosegundos, lo que les permite conducir la corriente alta (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 fuerte que no se desplaza. Esta varilla proporciona estabilidad mecánica y asegura un buen contacto eléctrico.

Carcasa y cobertizos poliméricos: el núcleo está encapsulado permanentemente en una carcasa de caucho de silicona o EPDM. El perfil exterior presenta 10 cobertizos alternados entre grandes y pequeños. Este diseño es fundamental para lograr una larga distancia de fuga de 675 mm, lo que evita descargas eléctricas en la superficie en condiciones contaminadas.

Cubierta superior (dispositivo de alivio de presión): La distintiva tapa cilíndrica de color gris más claro en la parte superior no es solo una cubierta de terminal; es una característica de seguridad crítica. Actúa como un mecanismo calibrado de alivio de presión. En el raro caso de una falla interna catastrófica, está diseñado para romperse de manera controlada, ventilando gases a alta presión y evitando la explosión violenta de la carcasa.

Terminaciones:

Terminal superior: la cubierta superior proporciona el punto de conexión a la línea de alto voltaje.

Conexión inferior: La base cuenta con una sección aislante negra con dedos de conexión metálicos (para montaje) y un cable de conexión a tierra de cobre flexible y soldado para una conexión a tierra confiable.

Características clave del diseño:

Excelente rendimiento contra la contaminación: el diseño de alternancia grande y pequeña de 10 cobertizos y la importante distancia de fuga de 675 mm hacen que este pararrayos sea altamente confiable en áreas con altos niveles de contaminación, como ambientes costeros (sal), industriales (polvo, químicos) o desérticos.

Característica de seguridad integrada: La cubierta superior de alivio de presión es una innovación de seguridad clave, que garantiza un funcionamiento a prueba de fallas y protege al personal y al equipo circundante en caso de una falla interna.

Alta capacidad de manejo de energía: la clasificación de corriente de descarga nominal de 10 kA confirma su robustez en el manejo de rayos severos y sobretensiones de conmutación.

Liviana y resistente al vandalismo: la carcasa de polímero es significativamente más liviana y resistente a los impactos que la porcelana tradicional, lo que facilita la instalación y mejora la durabilidad.

Excelente hidrofobicidad: la carcasa de caucho de silicona tiene propiedades superiores de repelencia al agua. Incluso cuando está contaminado, evita la formación de una película continua de agua, manteniendo una alta resistencia del aislamiento.

Conexión a tierra confiable: el cable de tierra de cobre soldado integrado garantiza una conexión a tierra segura y de baja resistencia.

Proceso de producción:

El proceso de fabricación de este descargador de sobretensiones de silicona 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, se prensa en discos y se sinteriza a altas temperaturas para formar bloques de varistores cerámicos policristalinos.

Pruebas eléctricas: Cada bloque de ZnO se prueba rigurosamente para determinar su voltaje de referencia y corriente de fuga.

Ensamblaje del núcleo: Los bloques calificados se apilan sobre la varilla central aislada de fibra de vidrio. Se colocan electrodos metálicos en los extremos y el conjunto se comprime dentro de un mecanismo de resorte.

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, los cobertizos y la sección de base en un solo sello hermético.

Montaje: Se adjuntan la tapa de alivio de presión superior y el conjunto de conexión inferior.

Prueba final: Cada descargador completado se somete a pruebas de alto voltaje, pruebas de corriente de impulso (para verificar la clasificación de 10 kA) y pruebas de corriente de fuga.

Escenarios de aplicación específicos:

Este descargador de sobretensiones de alto voltaje de 24 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 (675 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. La carcasa polimérica es altamente resistente a la degradación por rayos UV.

Fortaleza de la empresa: