Principio de protección contra sobretensiones para fuentes de alimentación conmutadas.
Los protectores contra sobretensiones son adecuados para proteger fuentes de alimentación de bajo voltaje de 220/380 V y son componentes no lineales. Según las normas IEC, los protectores contra sobretensiones son dispositivos que suprimen principalmente la sobretensión y la sobrecorriente en las líneas transmitidas. Los protectores contra sobretensiones desempeñan un papel protector, y el requisito básico es que deben resistir el paso de la corriente del rayo esperada y extinguir eficazmente la corriente continua de frecuencia eléctrica generada después del flujo del rayo a través de la abrazadera de voltaje máximo de la sobretensión, limitando la entrada de sobretensión instantánea. la línea eléctrica y la línea de transmisión de señales dentro del rango de voltaje que el equipo o sistema puede soportar, o descargar la fuerte corriente del rayo al suelo, protegiendo el equipo o sistema protegido del daño causado por el impacto.
El tipo y la estructura de los protectores contra sobretensiones varían según el uso previsto, pero se debe incluir al menos un elemento limitador de voltaje no lineal. Los protectores contra sobretensiones comunes incluyen MOV (varistor de óxido metálico) y tubos de descarga de gas. La oleada contiene una energía poderosa y no se puede prevenir. Por esta razón, la estrategia para proteger los equipos eléctricos sensibles contra daños por sobretensión es desviar la sobretensión del equipo y hacerla fluir hacia el suelo.
El protector contra sobretensiones MOV consta de tres partes: un material de óxido metálico en el medio, que está conectado a la fuente de alimentación y al cable de tierra mediante dos semiconductores. Cuando se produce una sobrecarga, el MOV se activa inmediatamente con un tiempo de respuesta de 1-3 nanosegundos. La "V" en MOV es una resistencia variable. En el momento de la respuesta, la resistencia del MOV cae desde su valor máximo a casi cero ohmios y la sobrecorriente fluye hacia el suelo a través del MOV. El equipo eléctrico protegido continúa funcionando con el voltaje de funcionamiento normal. Sus componentes semiconductores tienen la propiedad de cambiar la resistencia con la variación de voltaje. Cuando el voltaje está por debajo de un valor específico, el movimiento de los electrones en el semiconductor produce una alta resistencia. Por el contrario, cuando el voltaje excede este valor específico, el movimiento de los electrones cambiará y la resistencia del semiconductor disminuirá casi en cero ohmios. El voltaje es normal y el protector contra sobretensiones MOV está inactivo en el costado, lo que no afecta la línea eléctrica.
Los indicadores de las ventajas y desventajas del protector contra sobretensiones MOV más caro: (1) Tensión de sujeción: representa el valor de tensión que hará que el MOV se conecte al cable de tierra. Cuanto menor sea el voltaje de sujeción, mejor será el rendimiento de la protección. (2) Capacidad de absorción/disipación de energía: este valor nominal representa cuánta energía puede absorber el protector contra sobretensiones antes de quemarse, en julios. Cuanto mayor sea su valor, mejor será el rendimiento de la protección. (3) Tiempo de respuesta: los protectores contra sobretensiones no se desconectarán inmediatamente y habrá un ligero retraso en su respuesta a las sobretensiones.
Otro dispositivo de protección contra sobretensiones común es un tubo de descarga de gas. Estos tubos de descarga de gas tienen la misma función que los MOV, ya que mueven el exceso de corriente desde el cable vivo al cable de tierra utilizando gas inerte como conductor entre los dos cables. Cuando el voltaje está dentro de un rango específico, la composición del gas determina que sea un mal conductor. Si el voltaje aumenta y excede este rango, la intensidad de la corriente será suficiente para ionizar el gas, haciendo que el tubo de descarga de gas sea un muy buen conductor. Conducirá corriente a tierra hasta que el voltaje vuelva a los niveles normales y luego volverá a ser un mal conductor.
