Ca dispozitive de bază pentru protejarea sistemelor electrice de supratensiuni tranzitorii, paratrăsnetele (SPD) sunt strâns legate de performanța lor și de materialele utilizate. Materialele diferite îndeplinesc funcții cheie în cadrul unui SPD, cum ar fi devierea curentului, limitarea tensiunii și izolarea, influențând direct viteza de răspuns a dispozitivului, capacitatea de curent-și durata de viață.
Conductori metalici: Componente de derivație de bază
Componentele de bază ale unui SPD sunt de obicei realizate din metale foarte conductoare, cum ar fi cuprul sau aluminiul. Cuprul este materialul preferat datorită conductivității sale excelente și rezistenței la coroziune, permițându-i să conducă rapid curentul fulgerului către sistemul de împământare, reducând riscul de deteriorare a circuitului. Unele produse cu-cost redus pot folosi aluminiu, dar conductivitatea scăzută și susceptibilitatea sa la oxidare necesită un tratament de suprafață (cum ar fi placarea cu cositor) pentru a-i îmbunătăți performanța. Contactele metalice și electrozii se bazează, de asemenea, pe aliaje de cupru de-puritate ridicată pentru a asigura o rezistență scăzută la contact și o capacitate de transport stabilă-de curent.
Rezistor non-liniar: ceramică cu varistor cu oxid de zinc
Varistoarele de oxid de zinc (ZnO) (MOV), componente cheie-limitatoare de tensiune în SPD, sunt particule de oxid de zinc sinterizate cu cantități mici de oxizi metalici, cum ar fi bismut și cobalt. Caracteristicile sale neliniare de volți-amperi îl fac să prezinte o rezistență ridicată la tensiuni normale. Cu toate acestea, atunci când tensiunea depășește un prag, conduce rapid, limitând supratensiunile la un interval sigur. Oxidul de zinc are un timp de răspuns de nanosecunde și poate rezista curenților de supratensiune variind de la zeci la sute de kiloamperi, făcându-l un material de bază pentru protecția instantanee a paratrăsnetelor.
Izolație și încapsulare: materiale plastice de inginerie și cauciuc siliconic
Carcasa exterioară și structura interioară de izolare a unui paratrăsnet sunt de obicei realizate din materiale plastice tehnice ignifuge-(cum ar fi ABS și PC) sau cauciuc siliconic. Aceste materiale oferă rezistență dielectrică ridicată, rezistență la intemperii și rezistență la UV, protejând componentele interne de coroziunea mediului. Cauciucul siliconic este, de asemenea, folosit în mod obișnuit pentru a etanșa golurile de-tensiune înaltă sau izolatorii compoziți, unde proprietățile sale elastice ajută la amortizarea tensiunilor mecanice.
În plus, tuburile cu descărcare în gaz (GDT), care combină gaze inerte (cum ar fi neonul și argonul) cu electrozi metalici, servesc ca elemente de protecție primară în scenariile de tensiune mai mare.
În rezumat, selecția materialului pentru un paratrăsnet necesită o luare în considerare cuprinzătoare a conductibilității, caracteristicilor neliniare, rezistenței la căldură și adaptabilității mediului. Protecția eficientă și fiabilă la supratensiune poate fi obținută printr-un design colaborativ cu mai multe-materiale.
