Varistor de protección contra sobretensiones: esencial para proteger sus sistemas eléctricos

Cómo funciona el varistor de protección contra sobretensiones por rayos

Para entender cómo funciona una varistor de protección contra sobretensiones por rayos opera, es importante dividir el proceso en varias etapas clave:

Operación normal

En condiciones normales de tensión, un varistor se comporta como un aislante con una resistencia muy alta, lo que significa que no conduce una corriente significativa. Esto garantiza su transparencia al circuito y no interfiere con el funcionamiento normal del dispositivo o sistema. Su función principal en condiciones normales es permanecer inactivo, asegurando que no fluya corriente innecesaria a través de él.

Evento de sobretensión

Cuando un transitorio de alta tensión, como una sobretensión causada por un rayo, impacta el sistema eléctrico, la tensión en la entrada supera el umbral del varistor. Esto provoca que este conduzca intensamente, reduciendo rápidamente su impedancia. Esta acción permite que la sobrecorriente pase a través del varistor, manteniendo la tensión a un nivel seguro y protegiendo los componentes electrónicos sensibles aguas abajo de posibles daños. El varistor continúa conduciendo hasta que la sobretensión remite.

Absorción de energía

El varistor desempeña un papel crucial en la absorción y disipación de la sobretensión. A medida que la sobrecorriente pasa por el dispositivo, el varistor absorbe este exceso de energía, lo que ayuda a evitar que los componentes aguas abajo experimenten condiciones de sobretensión perjudiciales. La energía suele disiparse en forma de calor, y el varistor está diseñado para soportar estos breves pulsos de alta energía sin degradar su rendimiento general.

Recuperación

Tras la disminución de la sobretensión, el varistor vuelve a su estado de alta resistencia. Esto garantiza que permanezca en modo de protección, preparado para la siguiente sobretensión potencial. Este proceso de recuperación es rápido, lo que permite que el sistema continúe funcionando con normalidad sin retrasos ni interrupciones.

Tipos de varistores utilizados en la protección contra sobretensiones causadas por rayos

Hay varios tipos de varistores que están diseñados para diferentes aplicaciones dentro del ámbito de protección contra sobretensiones causadas por rayos. Los tipos más comunes incluyen:

Varistor de protección contra sobretensiones de rayos de disco

Los varistores de disco son el tipo de varistor más comúnmente utilizado para protección contra sobretensiones causadas por rayosEstos varistores son ideales para sobretensiones de entre 100 A y 25 kA y se encuentran comúnmente en electrónica de consumo, fuentes de alimentación y otras aplicaciones de baja a media potencia. Su tamaño compacto y su bajo coste los convierten en una opción popular para la protección contra sobretensiones en una amplia gama de dispositivos.

Varistores de bloque y correa

Los varistores de bloque y correa están diseñados para soportar sobrecorrientes mucho más altas, generalmente superiores a 25 kA. Se utilizan en fuentes de alimentación industriales, subestaciones y sistemas de comunicación donde pueden encontrarse altos niveles de energía. Estos varistores son robustos y pueden soportar las sobretensiones más extremas, lo que los hace esenciales para la protección de infraestructuras críticas.

Varistores de chip

Los varistores de chip se utilizan habitualmente para la protección contra sobretensiones de baja energía, como en sistemas de iluminación LED, protección ESD para circuitos sensibles y electrónica de bajo consumo. Estos varistores, pequeños y compactos, son ideales para proteger componentes semiconductores delicados de sobretensiones eléctricas repentinas.

Tabla resumen de tipos de varistores para protección contra sobretensiones causadas por rayos

Combinación con otros dispositivos de protección contra sobretensiones causadas por rayos

En muchos sistemas de protección contra sobretensiones, los varistores se combinan con otros dispositivos, como pararrayos, tubos de descarga de gas (GDT) y transformadores de protección contra rayos, para mejorar la protección general. Esta combinación proporciona múltiples capas de defensa, garantizando una buena protección del sistema eléctrico contra diversas sobretensiones, como rayos, sobretensiones y transitorios de conmutación.

Aplicaciones del varistor de protección contra sobretensiones causadas por rayos

Varistores diseñados para protección contra sobretensiones causadas por rayos Se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, desde electrónica de consumo hasta sistemas industriales críticos. Algunos de los usos más comunes incluyen:

Suministros de energía

Las fuentes de alimentación conmutadas son vulnerables a rayos y sobretensiones. En estos sistemas, se suelen utilizar varistores para proteger la etapa de entrada de rayos y sobretensiones de conmutación. Suelen instalarse antes de los filtros de compatibilidad electromagnética (CEM) para ofrecer protección primaria contra sobretensiones.

Sistemas de iluminación LED

Los sistemas de iluminación LED se utilizan cada vez más en entornos residenciales e industriales. Sin embargo, estos sistemas pueden ser sensibles a las sobretensiones eléctricas. Los varistores se utilizan para proteger los LED semiconductores de descargas electrostáticas (ESD) y daños por sobretensiones. Sin estos dispositivos de protección, una sola sobretensión podría dañar permanentemente los LED e inutilizar el sistema.

Cargas inductivas

Las cargas inductivas, como motores, solenoides y válvulas electromagnéticas, generan sobretensiones al desconectarse. Estas sobretensiones pueden dañar los dispositivos de control y otros equipos conectados. Al colocar un varistor en el interruptor, se pueden limitar eficazmente estas tensiones y proteger tanto la carga como el interruptor de control de niveles de tensión excesivos.

Sistemas de energía solar

Los sistemas de energía solar, especialmente en zonas remotas, son muy susceptibles a las sobretensiones inducidas por rayos. En estos sistemas se utilizan varistores para proteger las cajas de conexiones y los acondicionadores de potencia de las sobretensiones causadas por rayos. Esta protección garantiza la fiabilidad del sistema y la longevidad de sus componentes.

Capacitador de Alto Voltaje para la Industria: Rendimiento y Fiabilidad

Los equipos industriales, como cuadros eléctricos, sistemas de señalización ferroviaria y dispositivos de comunicación críticos, requieren una protección robusta contra sobretensiones. Se utilizan varistores diseñados para manejar altas energías para garantizar el funcionamiento continuo de estos sistemas durante y después de la caída de rayos o sobretensiones.

Centros de datos y telecomunicaciones

Los centros de datos y los sistemas de telecomunicaciones albergan equipos críticos que no pueden verse afectados por sobretensiones causadas por rayos. Los varistores, junto con los transformadores de corriente de rayo, brindan protección confiable para proteger equipos sensibles y garantizar un servicio ininterrumpido.

Tabla resumen de aplicaciones

Ventajas de usar un varistor de protección contra sobretensiones

Existen numerosas ventajas al utilizar varistores como parte de su protección contra sobretensiones causadas por rayos estrategia:

• Tiempo de respuesta rápido: Los varistores responden casi instantáneamente a sobretensiones de alta tensión, ofreciendo protección rápida y sin demora. A diferencia de los descargadores de chispas o los tiristores, que pueden tener un tiempo de respuesta más lento, los varistores proporcionan protección inmediata para sistemas electrónicos sensibles.
• Alta absorción de energía: Los varistores pueden absorber grandes cantidades de energía de sobretensión, impidiendo el flujo de sobretensión a través del sistema. Esta capacidad es crucial para la protección de equipos sensibles.
• Larga vida operativa: Los varistores tienen una larga vida útil con un mantenimiento adecuado y presentan un modo de fallo predecible. En la mayoría de los casos, el varistor fallará por cortocircuito, un modo de fallo fácilmente detectable que evita daños inadvertidos.
• Rentabilidad: En comparación con otras tecnologías de protección contra sobretensiones, los varistores son relativamente económicos, lo que los convierte en una solución rentable para una amplia gama de aplicaciones.
• Disponible en varios tamaños y configuraciones: Los varistores están disponibles en diferentes tamaños, clasificaciones de voltaje y capacidades de corriente de sobretensión para adaptarse a diferentes tipos de sistemas eléctricos, desde pequeños dispositivos hasta grandes instalaciones industriales.

Conclusión

En conclusión, los varistores de protección contra sobretensiones son componentes esenciales para proteger los sistemas electrónicos y eléctricos de los efectos dañinos de los rayos y otras sobretensiones. Su rápida respuesta, alta absorción de energía y versatilidad los hacen ideales para una amplia gama de dispositivos, desde electrónica de consumo hasta sistemas industriales críticos. La capacidad de los varistores para proteger componentes sensibles de sobretensiones transitorias garantiza la longevidad y la fiabilidad de los equipos que protegen, lo que los convierte en una valiosa inversión tanto para sistemas domésticos como industriales.