Pára-raios: dispositivo e princípio de operação

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Para criar condições para operação livre de problemas e de longo prazo de uma grande massa de equipamentos elétricos usados ​​na indústria, e nas atividades diárias, antes de tudo, é necessário garantir um método de entrega seguro e estabilidade dos parâmetros eletricidade. Um perigo particular para os consumidores elétricos é um excesso múltiplo de curto prazo do valor da tensão nominal na rede elétrica. Na engenharia elétrica, esse fenômeno é conhecido como sobretensão. Via de regra, o motivo de sua manifestação é o impacto nas linhas de transmissão de trovoadas ou processos de chaveamento dentro de uma instalação elétrica. Os pulsos de alta tensão que surgem podem danificar irreparavelmente equipamentos caros, causar incêndios e explosões. Para proteger contra os valores de pico de tensão que surgem, dispositivos especiais de alta tensão, supressores de surto, são usados, o princípio de operação e a finalidade que consideraremos mais adiante.

Contente:

  • Compromisso
  • Dispositivo
  • Princípio da Operação
  • Tipos de pára-raios
  • Especificações

Compromisso

Os pára-raios são projetados para proteger aparelhos e equipamentos elétricos dos efeitos dos impulsos de alta voltagem. Devido à sua simplicidade de design e confiabilidade, eles são amplamente utilizados no campo do fornecimento de energia. Esses dispositivos de proteção substituíram os supressores de válvula desatualizados e muito pesados. Ao contrário de seus antecessores, o princípio do pára-raios não se baseia no uso de centelhadores. Resistores não lineares feitos de um material à base de óxido de zinco são usados ​​como o principal elemento de operação no pára-raios.

Dispositivo

O elemento primário e principal do qual o supressor de surto consiste é um varistor, que atua como um resistor variável não linear. Estruturalmente, os pára-raios consistem em varistores alojados em um alojamento feito de porcelana ou polímero de alta resistência. O projeto do pára-raios é feito levando em consideração as condições que garantem a segurança contra explosão em caso de correntes curto circuito. Dependendo da finalidade e do local de instalação, os pára-raios podem ser feitos em várias versões. Para pára-raios usados ​​para proteger linhas de energia e equipamentos industriais, na tampa da caixa um parafuso de contato é fornecido para conexão à rede elétrica, o kit de pára-raios inclui uma placa isolada do contato com o solo motivos.

Dispositivos projetados para proteger contra impulsos de tensão de pico do equipamento elétrico de um apartamento ou casa de campo, são muito compactas, têm um design atraente, e também estão equipadas com um dispositivo de fixação sobre trilho DIN. Dependendo da categoria de complexidade, eles podem ser equipados com indicação de modos de operação e controle remoto.

O dispositivo do supressor de surto modular é mostrado na foto:

Onde:

  1. Quadro
  2. Fusível
  3. Módulo varistor substituível
  4. Indicador de desgaste do módulo varistor
  5. Entalhes de clipe

Princípio da Operação

O princípio de operação do pára-raios é explicado pela natureza não linear das características corrente-tensão (VAC) dos varistores. Para sua fabricação, um material é usado onde o óxido de zinco é usado em mistura com óxidos de outros metais. Devido à composição desta mistura, a coluna montada a partir de varistores é uma combinação de paralelos e inclusões consecutivas de junções p-n, o que determina a natureza das características de corrente-tensão de não linear resistores limitadores.

Quando as especificações de tensão da rede elétrica estão dentro dos valores nominais, o pára-raios está no modo não condutor. A magnitude da corrente nos varistores tem valores escassos e é explicada pela natureza capacitiva. Quando um pulso de tensão aparece na rede, cuja magnitude pode causar uma quebra do isolamento do equipamento elétrico, no circuito não linear resistores de pára-raios, de acordo com suas características de corrente-tensão, haverá um pulso de corrente significativo. Em última análise, isso reduz o valor de sobretensão para os parâmetros que são seguros para uma operação do equipamento sem problemas. Quando a tensão da rede volta ao normal, o pára-raios retorna ao modo não condutor novamente.

Tipos de pára-raios

Os projetos de pára-raios oferecidos pelos fabricantes aos engenheiros de potência são muito diversos, eles se distinguem pelos seguintes recursos:

  1. Tipo de isolamento (porcelana ou polímero).
  2. Design (uma ou mais colunas).
  3. A magnitude da tensão operacional.
  4. Local de instalação do limitador.

Se falamos de limitadores de sobretensão instalados em um trilho DIN, os dispositivos são inicialmente divididos em monofásicos e trifásicos. Além disso, pára-raios modulares (eles são SPD) são divididos em três classes principais: B, C e D. Os limitadores de classe B são instalados na entrada do prédio, C - diretamente na central telefônica do apartamento ou em casa, D - para equipamentos separados que precisam ser protegidos de interferências, se os pára-raios da classe B não suportarem isso e C. Você pode aprender mais sobre supressores de surto modulares no vídeo:

Especificações

  1. Tensão máxima de operação. Sob este conceito, é necessário entender o valor do maior valor de tensão em que o limitador é capaz de manter sua operabilidade sem limite de tempo.
  2. A tensão nominal é equivalente ao valor que o pára-raios pode suportar por 10 minutos.
  3. Corrente de condução. A magnitude da corrente no circuito do resistor não linear durante o período de exposição aos valores nominais da tensão aplicada. Via de regra, seu valor é escasso.
  4. Corrente de descarga nominal. Um parâmetro que determina a classificação do pára-raios em condições de raios.
  5. Corrente nominal de sobretensão de comutação. O valor atual que determina a classificação para sobretensões de comutação.
  6. Capacidade de carga atual. O valor é equivalente à classe de descarga da linha.
  7. Resistência de curto-circuito. A categoria da capacidade do pára-raios de suportar correntes de curto-circuito enquanto mantém a integridade da contenção.

A proteção das instalações elétricas de edifícios administrativos, prédios de apartamentos e empresas é atribuída ao relevante serviço de empresas de energia, para proteger sua casa das consequências indesejáveis ​​de uma descarga elétrica é confiada a proprietário. Atualmente, esse problema é fácil de resolver. Uma ampla seleção de pára-raios de vários graus de complexidade e faixa de preço é apresentada em lojas especializadas.

A figura abaixo mostra a conexão do pára-raios a uma rede monofásica e o símbolo no diagrama. Não é difícil conectar o supressor de surto à rede elétrica doméstica, mas é melhor confiar esta operação a um especialista se você não tiver experiência em trabalho elétrico.

Por fim, recomendamos assistir ao vídeo, que examina claramente o projeto e o princípio de operação dos limitadores de sobretensão não lineares:

Portanto, examinamos o dispositivo, a finalidade e o princípio de operação do supressor de surto. Como você pode ver, existem vários tipos e designs desses dispositivos, então você pode escolher a opção certa para suas próprias condições de uso.

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