17 de febrero de 2021 + Electricidad
A lo largo de la historia del sector eléctrico, se han desarrollado muchos tipos de pararrayos, pero actualmente se pueden dividir en dos clases principales:
- Los pararrayos tipo franklin – son los primeros que existieron y que aún se emplean, aunque mejorados en su diseño, cuya finalidad es proteger casas, industrias y otros bienes, contra el impacto aleatorio de una descarga electro atmosférica. El principio de funcionamiento de los pararrayos tipo franklin es aprovechar la concentración del gradiente de potencial eléctrico en las puntas metálicas para “atraer” a ese punto dicha descarga y drenarla apropiadamente a tierra por medio de una red de tierra, para que no caiga y cause estragos en otras partes.
- El otro tipo de pararrayos es el que se utiliza en líneas de transmisión y distribución, subestaciones y plantas eléctricas, cuya finalidad es actuar de tal forma que si la descarga electro atmosférica cayese en uno de los equipos y/o estructuras de la red, el daño que produzca sea mínimo o nulo. Es de esta segunda clase de pararrayos que se discutirán algunas generalidades en este artículo.
La construcción de estos pararrayos se basa en el comportamiento de Óxidos Metálicos (óxido de zinc, puntualmente) ante la aplicación de un voltaje en dos caras opuestas de una rodaja (o pastilla) de grosor apropiado para el voltaje de que se trate; estas rodajas normalmente se comportan como un aislante eléctrico pero, al aumentar el voltaje arriba de cierto punto, estos materiales se comportan como buenos conductores de la electricidad y dejan pasar por ellos toda la carga eléctrica que provocó el sobrevoltaje y la descargan hacia tierra. Cuando el evento concluye, vuelven a recuperar su calidad aislante, razón por la cual, algunas veces, se los denomina como autoválvulas.
Los fabricantes apilan una sobre otra estas rodajas, según sea el voltaje en que se desea aplicar; también varía el diámetro de las mismas, según la capacidad de manejo de energía que se desea obtener (a mayor diámetro, mayor Energía kJ/kV), y todo se guarda en un envolvente de algún compuesto de hule siliconado. Este envolvente tiene varias finalidades: evitar que penetre la humedad al conjunto de rodajas, darle protección y rigidez mecánica al pararrayos y mejorar las características eléctricas con vista a los riesgos del montaje a la intemperie a que puede estar sujeto el equipo: contaminación por polvos, sales, humos, etc. Posteriormente, en ambos extremos, se incluyen accesorios para conexión y montaje de la unidad.
El pararrayo a elegir para cada aplicación y situación se debe basar principalmente en las características del sistema (voltaje y capacidad de corto circuito), la capacidad de descarga de los mismos para proveer el mejor margen de protección, en coordinación con el BIL de los equipos, su importancia y su precio.
Se fabrican en una gran variedad de modelos para satisfacer las necesidades y las normas, básicamente americanas y europeas, que los respaldan.
Los pararrayos de este tipo que se utilizaban anteriormente eran de carburo de silicio y, frecuentemente necesitaban de un “entrehierro” interno (spark gap) para restaurarlos a su condición aislante una vez pasado el evento, pero este espacio (gap) también presentaba sus inconvenientes, por lo que se dejó de usar y esto constituye una ventaja adicional para los pararrayos modernos de óxido metálico que no lo necesitan.
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