¿Qué es un pararrayos?
Un pararrayos, también conocido como desviador de sobretensiones oDescargador de la oleada, Es un dispositivo de protección utilizado para proteger los sistemas eléctricos de los efectos dañinos de los rayos y las sobretensiones. Funciona proporcionando una ruta de baja resistencia para que el exceso de voltaje se desvíe de forma segura a tierra, protegiendo así el equipo sensible de los transitorios de alto voltaje.
¿Cómo funciona un pararrayos?
1. operación básica:Cuando ocurre un rayo o una oleada, el pararrayos se activa y crea una ruta conductora hacia el suelo. Esto permite que la corriente de sobretensión evite el equipo eléctrico, evitando daños potenciales. Una vez que la oleada ha pasado, el descargador vuelve a su estado no conductor, listo para el próximo evento.
2. Construcción:Los pararrayos típicamente consisten en uno o más huecos o electrodos que están diseñados para descomponerse a un nivel de voltaje específico. Cuando el voltaje excede este umbral, el espacio se ioniza y permite que la corriente fluya a través de él hacia el suelo. Los materiales comunes utilizados en los pararrayos modernos incluyen varistores de óxido metálico (MOV) y carburo de silicio.
¿Cuáles son las diferentes clasificaciones de los pararrayos?
1. Por aplicación
Estación de ArrestersEstos proporcionan el más alto nivel de protección con voltajes de descarga más bajos y mayores capacidades de absorción de energía. Normalmente se utilizan en grandes subestaciones y áreas con alta actividad de sobretensión, operando a voltajes que van de 3 kV a 684 kV.
Arresters intermediosDiseñado para subestaciones más pequeñas y aplicaciones como protección de cables subterráneos y transformadores de tipo seco. Tienen características protectoras moderadas y se clasifican entre 3 kV a 120 kV.
Descargador de distribución: Estos ofrecen el nivel más bajo de protección y se utilizan principalmente en redes de media tensión (típicamente menos de 52 kV). Son adecuados para proteger los transformadores de distribución y equipos asociados.
2. Por tensión nominal
Arresters de baja tensión de la oleada: Clasificado bajo 1000 V, estos dispositivos proporcionan la protección de la oleada para los usos del consumidor y los sistemas de distribución de baja tensión.
Pararrayos de tensión media: Típicamente entre 3 kV y 30 kV, estos descargadores se utilizan en sistemas de distribución de energía para proteger transformadores y cables.
Los pararrayos de alto voltaje de la oleada: También conocidos como pararrayos de la estación-clase, éstos se utilizan para los voltajes sobre 30 kV y proporcionan la protección robusta para el equipo de la subestación.
3. por tipo de construcción
Pararrayos del varistor del óxido de metal (MOV): De uso general en los dispositivos de protección modernos de la oleada, estos descargador utilizan los materiales del óxido de metal para absorber oleadas con eficacia.
Arresters Gapped: Estos incluyen tipos como el hueco de varilla, el hueco de esfera y los pararrayos de hueco de bocina, donde un espacio de aire está diseñado para ionizarse en condiciones de alto voltaje, desviando la oleada a tierra.
Arresters de tipo válvula: Estos utilizan un mecanismo de válvula para controlar el flujo de corriente durante un evento de sobretensión, asegurando que el exceso de voltaje se redirija de manera segura.
Componentes principales de un pararrayos
Los pararrayos modernos consisten en una carcasa, varistores de óxido metálico, terminales y sistemas de sellado.
Varistor de óxido metálico (MOV)
El bloque MOV es el elemento de protección del núcleo.
Las funciones incluyen:
Limitación de tensión
Absorción de energía de oleada
Cambio rápido entre estados conductivos y aislantes
Vivienda del polímero o de la porcelana
Proporciona:
Aislamiento eléctrico
Protección mecánica
Resistencia ambiental
Terminal de línea
Conecta el descargador al conductor energizado.
Terminal de tierra
Proporciona una trayectoria de baja impedancia a tierra.
Dispositivo del alivio de presión
Protege contra fallas internas al ventilar con seguridad la presión excesiva.
¿Qué causa la sobretensión en los sistemas de potencia?
Los rayos y las operaciones de conmutación son las fuentes principales de sobretensiones dañinas.
Relámpagos directos
Cuando un rayo golpea directamente:
Torres de transmisión
Conductores de arriba
Estructuras de subestaciones
Se generan grandes corrientes de sobretensión.
Olas de relámpagos inducidos
Los rayos cercanos pueden inducir sobretensiones a través del acoplamiento electromagnético.
Soboleadas de conmutación
Generado durante:
Operaciones del disyuntor
Conmutación del banco del condensador
Energización del transformador
Compensación de fallos
Sobretensiones temporales
Puede ocurrir debido a:
Fallas de tierra
Rechazo de la carga
Condiciones de resonancia
Requisitos de prueba para los pararrayos
Los pararrayos se someten a extensas pruebas eléctricas y mecánicas antes del despliegue.
Las pruebas típicas incluyen:
1. Pruebas de tipo
Prueba de tensión residual
Prueba de impulso de corriente de larga duración
Prueba de funcionamiento del deber
Prueba de alivio de presión
2. Pruebas de rutina
Medición de la corriente de fuga
Verificación de la tensión de referencia
Inspección visual
3. Pruebas de aceptación
Inspección dimensional
Verificación de terceros
Prueba de testigo de fábrica
Aplicaciones de los pararrayos
Los pararrayos se utilizan dondequiera que el equipo eléctrico crítico requiera la protección de la oleada.
Las aplicaciones comunes incluyen:
1. líneas de transmisión
Proteger:
Cuerdas aislantes
Conductores
Torres
2. Redes de distribución
Proteger:
Transformadores montados en poste
Reclosers
Switchgear de la distribución
3. Subestaciones
Proteger:
Transformadores de potencia
Disyuntores
Transformadores de instrumento
4. Proyectos de energía renovable
Proteger:
Inversores solares
Sistemas de turbinas eólicas
Instalaciones de almacenamiento de batería
Beneficios de instalar pararrayos
La protección contra sobretensiones adecuada reduce las fallas del equipo y mejora la confiabilidad de la red.
Las principales ventajas incluyen:
Frecuencia reducida de interrupciones
Menores costes de mantenimiento
Vida útil mejorada del equipo
Fiabilidad de la red mejorada
Mejor protección de activos
Reducción de los costes del ciclo de vida del proyecto
Rendimiento de seguridad mejorado
Para los propietarios de activos de servicios públicos y los contratistas de EPC, los pararrayos representan una inversión relativamente pequeña que protege la infraestructura eléctrica de alto valor.
Preguntas frecuentes sobre Lightning Arrester
¿Cuál es la función principal de un pararrayos?
Un pararrayos protege el equipo eléctrico desviando la energía de sobretensión de forma segura al suelo.
¿Es un pararrayos lo mismo que un pararrayos?
Sí. En sistemas de poder modernos, los términos "pararrayos" y "pararrayos de la oleada" a menudo se usan de modo intercambiable.
3. ¿Dónde están instalados los pararrayos?
Se instalan en líneas de transmisión, postes de distribución, subestaciones, transformadores y sistemas eléctricos industriales.
¿Cómo protege un pararrayos a los transformadores?
Limita el voltaje de sobretensión entrante y evita daños en el aislamiento dentro del transformador.
¿Qué es un descargador de sobretensiones de óxido de metal?
Es un descargador moderno que utiliza bloques de MOV de óxido de zinc para absorber y desviar la energía de sobretensión.
¿Qué causa la sobretensión en los sistemas eléctricos?
Relámpagos, operaciones de conmutación, compensación de fallas y perturbaciones temporales del sistema.
